DE10350664B4 - Process for the separation of ions - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Trennung von Ionen aufgrund ihres Masse-Ladungs-Verhältnisses, das folgende Schritte aufweist:
– Empfangen von Ionen in einem Massenfilter (1), das mehrere Elektroden (3) aufweist, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden (3) angelegt wird, um die Ionen radial innerhalb des Massenfilters (1) einzuschließen,
– Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder Gleichspannungswellenformen, die in eine erste Richtung entlang des Massenfilters (1) laufen, an die Elektroden (3), so dass Ionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis, das unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, entlang eines ersten Bereiches (5) des Massenfilters (1) zu mindestens einer Elektrode bewegt werden, die ein erstes Potential aufweist, welches derart gewählt ist, dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten und einem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential in einen zweiten Bereich (6) des Massenfilters (1) hindurchlaufen, während andere Ionen, die ein drittes, verschiedenes Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann...A method of separating ions by their mass-to-charge ratio, comprising the steps of:
Receiving ions in a mass filter (1) having a plurality of electrodes (3), wherein an AC or RF voltage is applied to the electrodes (3) to confine the ions radially inside the mass filter (1),
Applying one or more transient DC voltages or DC voltage waveforms traveling in a first direction along the mass filter (1) to the electrodes (3) such that ions having a mass-to-charge ratio below a certain value travel along a first region (5) of the mass filter (1) are moved to at least one electrode having a first potential, which is selected such that at least some ions with a first and a second mass-charge ratio, which are different from each other the first potential passes through a second region (6) of the mass filter (1) while other ions having a third different mass to charge ratio do not pass through the first potential, and then ...

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Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Ionen aufgrund ihres Masse-Ladungs-Verhältnisses.The The present invention relates to a method for separating ions due to their mass-to-charge ratio.

Hochfrequenz-(HF)-Ionenführungen werden gemeinhin zum Einschließen und Transportieren von Ionen verwendet. Herkömmliche HF-Ionenführungen verwenden eine Anordnung von Elektroden, wobei eine HF-Spannung an benachbarte Elektroden angelegt wird, so da eine radiale Pseudo-Potentialmulde oder ein radiales Pseudo-Potentialtal erzeugt wird, um Ionen innerhalb der Ionenführung radial einzuschließen. Herkömmliche HF-Ionenführungen weisen Quadrupol-, Hexapol- und Oktopol-Stabsätze auf. Es sind auch Ionentunnel-Ionenführungen bekannt, welche eine Anzahl gestapelter Ringe oder Elektroden mit Öffnungen aufweisen, von denen Ionen durchgelassen werden, wobei entgegengesetzte Phasen einer HF-Spannungsversorgung an benachbarte Ringe angelegt werden.Radio frequency (RF) -Ionenführungen are commonly used to include and transporting ions used. Conventional RF ion guides use an array of electrodes, where an RF voltage is applied to adjacent electrodes, so as a radial pseudo-potential well or a radial pseudo-potential valley is generated to ion within the ion guide to enclose radially. conventional RF ion guides have quadrupole, hexapole and octopole rod sets. They are also ion tunnel ion guides known which have a number of stacked rings or electrodes with openings of which ions are transmitted, opposite Phases of an RF power supply applied to adjacent rings become.

Zusätzlich zu Ionenführungen an sich sind 2D- und 3D-Quadrupol-Ionenfallen und Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter bekannt. Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter weisen vier Stabelektroden auf, bei denen diametral entgegengesetzte Stäbe auf dem gleichen Wechsel- und Gleichspannungspotential gehalten werden. Es werden den angrenzenden oder benachbarten Stäben entgegengesetzte Phasen einer Wechselspannungsversorgung zugeführt. Eine Gleichspannungs- Potentialdifferenz wird zwischen benachbarten Stäben aufrechterhalten, wenn der Satz in einem Massenfilterungsmodus betrieben wird. Es wird dafür gesorgt, dass Ionen, die spezifische Masse-Ladungs-Verhältnisse aufweisen, mit im wesentlichen stabilen Flugbahnen durch das Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter hindurchlaufen. Es wird jedoch dafür gesorgt, dass alle anderen Ionen im wesentlichen instabile Flugbahnen aufweisen, wenn sie durch das Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter hindurchlaufen. Jene Ionen, die instabile Flugbahnen aufweisen, werden nicht radial innerhalb des Quadrupol-Massenfilters eingeschlossen, und es ist daher sehr wahrscheinlich, dass sie einen der Stäbe treffen und verlorengehen. Bei herkömmlichen Quadrupol-Stabsatz-Massenfiltern tritt daher das Problem auf, dass wenngleich sie spezifische Ionen mit normalerweise einem verhältnismäßig schmalen oder spezifischen Bereich von Masse-Ladungs-Verhältnissen mit einem hohen Transmissionsgrad durchlassen können, alle anderen Ionen verlorengehen. Weiterhin sind herkömmliche Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter normalerweise auch relativ lang, was die Miniaturisierung von Massenspektrometern problematisch macht.In addition to ion guides in themselves are 2D and 3D quadrupole ion traps and quadrupole rod set mass filters. Quadrupole rod set mass filter have four stick electrodes, where diametrically opposite Bars on be kept the same AC and DC potential. It becomes the adjacent or adjacent bars opposite phases supplied to an AC power supply. A DC potential difference is between adjacent bars maintained when the sentence operated in a mass filtering mode becomes. It will be for that Ensuring that ions have specific mass-to-charge ratios having substantially stable trajectories through the quadrupole rod set mass filter pass. However, it is ensured that everyone else Ions have substantially unstable trajectories as they pass through the quadrupole rod set mass filter pass. Those ions that have unstable trajectories, are not enclosed radially within the quadrupole mass filter, and it is therefore very likely that they hit one of the bars and lost. In conventional Quadrupole rod set mass filters Therefore, the problem arises that although they are specific ions usually with a relatively narrow or specific range of mass-to-charge ratios with a high transmittance let through, all other ions are lost. Furthermore, conventional Quadrupole rod set mass filter usually also relatively long, which makes the miniaturization of mass spectrometers problematic.

Aus der WO 94/01883 A1 sind ein Verfahren und Mittel zum Trennen von Ionen oder zur Bereitstellung eines Ionenstrahls bekannt. Hierbei werden Ionen des zu trennenden Isotops hergestellt, wobei anschließend ein wandernder elektrischer Potentialhügel mittels einer Folge von quasistatischen elektrischen Potentialhügeln bereitgestellt wird. Durch Regulieren der Geschwindigkeit und der Amplitude des wandernden elektrischen Potentialhügels werden ionisierte Isotope selektiv positiv oder negativ beschleunigt. Da die ionisierten Isotope unterschiedliche Endgeschwindigkeiten aufweisen, können die Isotope getrennt gesammelt werden, oder dazu verwendet werden, einen Ionenstrahl eines ausgewählten Isotops bereitzustellen.From the WO 94/01883 A1 For example, a method and means for separating ions or providing an ion beam are known. In this case, ions of the isotope to be separated are produced, wherein subsequently a migrating electric potential hill is provided by means of a series of quasi-static electrical potential bumps. By regulating the velocity and amplitude of the traveling electric potential hill, ionized isotopes are selectively accelerated positively or negatively. Because the ionized isotopes have different terminal velocities, the isotopes can be collected separately, or used to provide an ion beam of a selected isotope.

Aus der nachveröffentlichten DE 103 28 599 A1 ist ein Massenspektrometer mit einem Ionenbeweglichkeitstrenner zum Trennen von Ionen nach ihrer Ionenbeweglichkeit bekannt. Der Ionenbeweglichkeitstrenner weist mehrere Elektroden auf, und eine oder mehrere Gleichspannungen oder eine oder mehrere Gleichspannungswellenformen werden an die Elektroden derart angelegt, dass Ionen mit einer bestimmten Ionenbeweglichkeit von anderen Ionen mit anderen Ionenbeweglichkeiten getrennt werden.From the post-published DE 103 28 599 A1 For example, a mass spectrometer with an ion mobility separator for separating ions by their ion mobility is known. The ion mobility separator has a plurality of electrodes, and one or more DC voltages or one or more DC voltage waveforms are applied to the electrodes such that ions having a certain ion mobility are separated from other ions having different ion mobilities.

Erfindungsgemäß wird angestrebt, ein verbessertes Verfahren zum Trennen von Ionen bereitzustellen.According to the invention, to provide an improved method of separating ions.

Dieses Ziel wird erreicht mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This The aim is achieved by a method having the features of the patent claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments are the subject of the dependent claims.

Es ist auch erwünscht, ein verbessertes Massenfilter zur Verwendung in einem Massenspektrometer bereitzustellen.It is also desired to provide an improved mass filter for use in a mass spectrometer.

Vorteilhaft wird zusammen mit der Erfindung eingesetztein Massenspektrometer mit
einem Massenfilter zum Trennen von Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis, wobei das Massenfilter wenigstens sieben Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen innerhalb des Massenfilters radial einzuschließen, und wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden, so dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis von anderen Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis, welche im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben, getrennt werden.Advantageously, a mass spectrometer used with the invention is included
a mass filter for separating ions according to their mass-to-charge ratio, the mass filter having at least seven electrodes, wherein in use an AC or RF voltage is applied to the electrodes to radially confine ions within the mass filter; using one or more transient DC voltages or one or more transient DCs voltage waveforms are applied progressively to the electrodes such that at least some ions having a first mass-to-charge ratio are separated from other ions having a second different mass-to-charge ratio which remain substantially confined radially within the mass filter.

Herkömmliche Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter/Analysatoren sollen nicht innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen. Insbesondere weisen herkömmliche Quadrupol-Stabsatz-Massenfilter/Analysatoren vier Elektroden auf, und Ionen, die nicht durch das Massenfilter hindurchlaufen, werden nicht innerhalb des Massenfilters/Analysators radial eingeschlossen, sondern gehen an den Elektroden verloren. Herkömmliche 2D- und 3D-Quadrupol-Ionenfallen sollen auch nicht innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen.conventional Quadrupole rod set mass filters / analyzers are not intended within the scope of the present invention. Especially have conventional Quadrupole Rod Set Mass Filters / Analyzers Four Electrodes On, and ions that do not pass through the mass filter not enclosed radially within the mass filter / analyzer, but get lost at the electrodes. Conventional 2D and 3D quadrupole ion traps are said to be not even within the scope of the present invention lie.

Ein Massenfilter gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist verglichen mit einem herkömmlichen Quadrupol-Massenfilter in der Hinsicht besonders vorteilhaft, dass das bevorzugte Massenfilter vorzugsweise über einen breiten Bereich von Masse-Ladungs-Verhältnissen einen hohen Tastgrad aufweist und auch ermöglicht, dass Ionen mit einem flexiblen Zeitmaß ausgestoßen werden. Das bevorzugte Massenfilter kann auch mit Tastgraden von bis zu 100 arbeiten, weil es möglich ist, nur jene Ionen auszustoßen, die ein gewünschtes Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisen, während alle anderen Ionen vorzugsweise gespeichert, eingefangen oder auf andere Weise radial innerhalb des Massenfilters eingeschlossen bleiben, um eine nachfolgende Massenfilterung oder Massenanalyse auszuführen.One Mass filter according to the preferred embodiment is compared with a conventional quadrupole mass filter particularly advantageous in that the preferred mass filter preferably over a wide range of mass-to-charge ratios, a high duty cycle and also allows that ions are ejected with a flexible time measurement. The preferred one Mass filter can also work with duty cycles of up to 100, because it possible is to eject only those ions which have a desired mass-to-charge ratio, while all other ions are preferably stored, captured or on other way remain radially enclosed within the mass filter, to perform a subsequent mass filtering or mass analysis.

Die bevorzugte Ausführungsform weist vorzugsweise auch eine gefaltete Geometrie auf, so dass Ionen vor und zurück durch das Massenfilter gesendet werden können, so dass ein verhältnismäßig kompaktes Massenfilter bereitgestellt wird. Diese Anordnung erleichtert auch Bandpass-Betriebsmodi.The preferred embodiment preferably also has a folded geometry so that ions back and forth can be sent through the mass filter, so that a relatively compact mass filter provided. This arrangement also facilitates bandpass operating modes.

Das bevorzugte Massenfilter weist auch eine höhere Empfindlichkeit als herkömmliche Quadrupol-Massenfilter auf.The preferred mass filter also has a higher sensitivity than conventional ones Quadrupole mass filter on.

Gemäß einer Ausführungsform wird entlang dem Massenfilter vorzugsweise ein, sich wiederholendes Muster elektrischer Gleichspannungspotentiale überlagert, so dass eine periodische Gleichspannungs-Wellenform bereitgestellt wird. Die Gleichspannungs-Wellenform kann veranlasst werden, in die Richtung entlang dem Massenfilter, in die die Ionen bewegt werden müssen, und bei einer Geschwindigkeit, bei der die Ionen bewegt werden müssen, zu laufen.According to one embodiment along the mass filter, preferably becomes a repeating pattern superimposed electrical DC potentials, so that a periodic DC voltage waveform is provided. The DC voltage waveform can be made to move in the direction along the mass filter, into which the ions have to be moved, and at a speed at which the ions must be moved to run.

Das Massenfilter kann eine Wechselspannungs- oder HF-Ionenführung, wie vorzugsweise einen gestapelten Ringsatz (oder eine Ionentunnel-Ionenführung) oder weniger bevorzugt einen segmentierten Mehrpol-Stabsatz, aufweisen. Das bevorzugte Massenfilter ist vorzugsweise in Achsenrichtung segmentiert, so dass unabhängige transiente Gleichspannungspotentiale an jedes Segment angelegt werden können. Die transienten Gleichspannungspotentiale werden vorzugsweise einer Wechsel- oder HF-Spannung (die das radiale Einschließen von Ionen bewirkt) und/oder einer konstanten Offset-Gleichspannung überlagert. Das transiente Gleichspannungspotential oder die transiente Gleichspannungs-Wellenform erzeugt ein Gleichspannungspotential oder eine Gleichspannungs-Wellenform, die so angesehen werden kann, dass sie sich effektiv in Achsenrichtung entlang dem Massenfilter bewegt.The Mass filter may be an AC or RF ion guide, such as preferably a stacked ring set (or an ion tunnel ion guide) or less preferably a segmented multipole rod set. The preferred mass filter is preferably segmented in the axial direction, so that independent Transient DC potentials are applied to each segment can. The transient DC potentials are preferably one AC or RF voltage (which is the radial confinement of Ion causes) and / or a constant offset DC voltage superimposed. The transient DC potential or the transient DC waveform generates a DC potential or a DC voltage waveform, which can be considered to be effective in the axial direction moved along the mass filter.

Zu jedem Zeitpunkt wird vorzugsweise zwischen den Segmenten ein axialer Spannungsgradient erzeugt, der bewirkt, dass Ionen in eine bestimmte Richtung geschoben oder gezogen werden. Wenn sich die Ionen in die erforderliche Richtung bewegen, bewegt sich der Spannungsgradient in ähnlicher Weise, wenn das transiente Gleichspannungspotential (die transienten Gleichspannungspotentiale) fortschreitend an aufeinanderfolgende Elektroden angelegt oder auf diese geschaltet wird (werden). Die einzelnen Gleichspannungen an jedem der Segmente werden vorzugsweise so programmiert, dass sie eine erforderliche Gleichspannungs-Wellenform erzeugen. Die einzelnen Gleichspannungen an jedem der Segmente können auch so programmiert werden, dass sie sich synchron ändern, so daß eine Gleichspannungspotential-Wellenform aufrechterhalten wird, jedoch in die Richtung verschoben wird, in die die Ionen bewegt werden müssen.To At any time, preferably between the segments an axial Voltage gradient generated, which causes ions in a certain Direction pushed or pulled. When the ions in the move required direction, the voltage gradient moves in a similar way Way, if the transient DC potential (the transient DC potentials) progressively at successive Electrodes are applied or switched to these. The individual DC voltages at each of the segments are preferably programmed to provide a required DC voltage waveform produce. The individual DC voltages at each of the segments can also be programmed so that they change synchronously, so that a DC potential waveform is maintained, but is moved in the direction in the ions have to be moved.

Das Massenfilter wird bei der Verwendung vorzugsweise auf einem Druck gehalten, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) größer oder gleich 1 × 10–7 mbar, (ii) größer oder gleich 5 × 10–7 mbar, (iii) größer oder gleich 1 × 10–6 mbar, (iv) größer oder gleich 5 × 10–6 mbar, (v) größer oder gleich 1 × 10–5 mbar und (vi) größer oder gleich 5 × 10–5 mbar. Das Massenfilter wird bei der Verwendung vorzugsweise auf einem Druck gehalten, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) kleiner oder gleich 1 × 10–4 mbar, (ii) kleiner oder gleich 5 × 10–5 mbar, (iii) kleiner oder gleich 1 × 10–5 mbar, (iv) kleiner oder gleich 5 × 10–6 mbar, (v) kleiner oder gleich 1 × 10–6 mbar, (vi) kleiner oder gleich 5 × 10–7 mbar und (vii) kleiner oder gleich 1 × 10–7 mbar. Das Massenfilter wird bei der Verwendung vorzugsweise auf einem Druck gehalten, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) zwischen 1 × 10–7 und 1 × 10–4 mbar, (ii) zwischen 1 × 10–7 und 5 × 10–5 mbar, (iii) zwischen 1 × 10–7 und 1 × 10–5 mbar, (iv) zwischen 1 × 10–7 und 5 × 10–6 mbar, (v) zwischen 1 × 10–7 und 1 × 10–6 mbar, (vi) zwischen 1 × 10–7 und 5 × 10–7 mbar, (vii) zwischen 5 × 10–7 und 1 × 10–4 mbar, (viii) zwischen 5 × 10–7 und 5 × 10–5 mbar, (ix) zwischen 5 × 10–7 und 1 × 10–5 mbar, (x) zwischen 5 × 10–7 und 5 × 10–6 mbar, (xi) zwischen 5 × 10–7 und 1 × 10–6 mbar, (xii) zwischen 1 × 10–6 und 1 × 10–4 mbar, (xiii) zwischen 1 × 10–6 und 5 × 10–5 mbar, (xiv) zwischen 1 × 10–6 und 1 × 10–5 mbar, (xv) zwischen 1 × 10–6 und 5 × 10–6 mbar, (xvi) zwischen 5 × 10–6 und 1 × 10–4 mbar, (xvii) zwischen 5 × 10–6 und 5 × 10–5 mbar, (xviii) zwischen 5 × 10–6 und 1 × 10–5 mbar, (xix) zwischen 1 × 10–5 und 1 × 10–4 mbar, (xx) zwischen 1 × 10–5 und 5 × 10–5 mbar und (xxi) zwischen 5 × 10–5 und 1 × 10–4 mbar.The mass filter is preferably maintained in use at a pressure selected from the group consisting of: (i) greater than or equal to 1 × 10 -7 mbar, (ii) greater than or equal to 5 × 10 -7 mbar, (iii) greater or equal to 1 × 10 -6 mbar, (iv) greater than or equal to 5 × 10 -6 mbar, (v) greater than or equal to 1 × 10 -5 mbar and (vi) greater than or equal to 5 × 10 -5 mbar. The mass filter in use is preferably maintained at a pressure selected from the following group: (i) less than or equal to 1 × 10 -4 mbar, (ii) less than or equal to 5 × 10 -5 mbar, (iii) smaller or equal to 1 × 10 -5 mbar, (iv) less than or equal to 5 × 10 -6 mbar, (v) smaller or equal to 1 × 10 -6 mbar, (vi) less than or equal to 5 × 10 -7 mbar and (vii) less than or equal to 1 × 10 -7 mbar. The mass filter is preferably maintained in use at a pressure selected from the following group: (i) between 1 × 10 -7 and 1 × 10 -4 mbar, (ii) between 1 × 10 -7 and 5 × 10 -5 mbar, (iii) is between 1 x 10 -7 and 1 x 10 -5 mbar, (iv) between 1 × 10 -7 and 5 × 10 -6 mbar, (v) between 1 × 10 -7 to 1 × 10 -6 mbar, (vi) between 1 × 10 -7 and 5 × 10 -7 mbar, (vii) between 5 × 10 -7 and 1 × 10 -4 mbar, (viii) between 5 × 10 -7 and 5 × 10 -5 mbar, (ix) between 5 × 10 -7 and 1 × 10 -5 mbar, (x) between 5 × 10 -7 and 5 × 10 -6 mbar, (xi) between 5 × 10 -7 and 1 x 10 -6 mbar, (xii) between 1 x 10 -6 and 1 x 10 -4 mbar, (xiii) between 1 x 10 -6 and 5 x 10 -5 mbar, (xiv) between 1 x 10 -6 and 1 x 10 -5 mbar, (xv) between 1 x 10 -6 and 5 x 10 -6 mbar, (xvi) between 5 x 10 -6 and 1 x 10 -4 mbar, (xvii) between 5 x 10 - 6 and 5 × 10 -5 mbar, (xviii) between 5 × 10 -6 and 1 × 10 -5 mbar, (xix) between 1 × 10 -5 and 1 × 10 -4 mbar, (xx) between 1 × 10 -5 and 5 × 10 -5 mbar and (xxi) between 5 × 10 -5 and 1 × 10 -4 mbar.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen durch die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen in erheblichem Maße entlang dem Massenfilter bewegt werden, wenn die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden.The one or more transient DC voltages or the one or the plurality of transient DC voltage waveforms preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the first Mass-to-charge ratio having ions through the one or more transients DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms to a considerable extent be moved along the mass filter if the one or more transient DC voltages or the one or more transients DC voltage waveforms applied progressively to the electrodes become.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen durch die angelegte Gleichspannung in geringerem Maße als die das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen entlang dem Massenfilter bewegt werden, wenn die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden.The one or more transient DC voltages or the one or the plurality of transient DC voltage waveforms preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the second Mass-to-charge ratio having ions by the applied DC voltage in a lower Dimensions as which is the first mass-to-charge ratio ions are moved along the mass filter when the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms be applied progressively to the electrodes.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen mit einer höheren Geschwindigkeit entlang dem Massenfilter bewegt werden als die das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen.The one or more transient DC voltages or the one or the plurality of transient DC voltage waveforms preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the first mass-to-charge ratio Ions with a higher Speed can be moved along the mass filter than that second mass-to-charge ratio Ions.

Bevorzugt wird zusammen mit der vorliegenden Erfindung ein Massenspektrometer eingesetzt, welches aufweist:
ein Massenfilter zum Trennen von Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis, wobei das Massenfilter wenigstens sieben Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen innerhalb des Massenfilters radial einzuschließen, und wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden, so dass Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das Potential laufen, während andere Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das Potential laufen, sondern im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben.Preferably, together with the present invention, a mass spectrometer is used which comprises:
a mass filter for separating ions according to their mass-to-charge ratio, the mass filter having at least seven electrodes, wherein in use an AC or RF voltage is applied to the electrodes to radially confine ions within the mass filter; the use of one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms are progressively applied to the electrodes so that ions are moved to a portion of the mass filter in which at least one electrode has such a potential that at least some ions with a first Mass-to-charge ratio run through the potential, while other ions with a second different mass-to-charge ratio do not run through the potential, but remain substantially enclosed radially within the mass filter.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen durch das Potential laufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, daß wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen nicht durch das Potential laufen. An die wenigstens eine Elektrode wird vorzugsweise eine solche Spannung angelegt, dass ein Potentialhügel oder ein Potentialtal bereitgestellt wird.The one or more transient DC voltages or the one or the plurality of transient DC voltage waveforms preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the first Mass-to-charge ratio running ions through the potential. The one or the multiple transient DC voltages or the one or more Transient DC voltage waveforms are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the second Mass-to-charge ratio ions do not pass through the potential. At least an electrode is preferably applied such a voltage, that a potential hill or a potential valley is provided.

Einige Ionen sind in der Lage, den Potentialhügel oder das Potentialtal zu durchlaufen oder zu durchqueren, während andere Ionen im wesentlichen daran gehindert werden, den Potentialhügel oder das Potentialtal zu durchlaufen oder zu durchqueren.Some Ions are able to access the potential mound or the potential valley traversing or traversing while other ions substantially prevented from accessing the potential hill or the potential valley to go through or to cross.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen erheblich vor das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen aus dem Massenfilter austreten. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen erheblich nach das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen aus dem Massenfilter austreten.The one or more transient DC voltages or the one or more transients The DC voltage waveforms are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the ions having the first mass-to-charge ratio significantly before the second mass-to-charge ratio having ions emerge from the mass filter. The one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, or 95% of the ions having the second mass-to-charge ratio emerge from the mass filter significantly after the first mass-to-charge ratio ions.

Eine Mehrzahl der das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen tritt vorzugsweise eine Zeit t vor einer Mehrzahl der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen aus dem Massenfilter aus, wobei t innerhalb eines Bereichs liegt, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) < 1 μs, (ii) 1–10 μs, (iii) 10–50 μs, (iv) 50–100 μs, (v) 100–200 μs, (vi) 200–300 μs, (vii) 300–400 μs, (viii) 400–500 μs, (ix) 500–600 μs, (x) 600–700 μs, (xi) 700–800 μs, (xii) 800–900 μs, (xiii) 900–1000 μs.A Most of the ions having the first mass-to-charge ratio occur Preferably, a time t before a plurality of having the second mass-to-charge ratio Ions from the mass filter, where t is within a range which is selected from the following group: (i) <1 μs, (ii) 1-10 μs, (iii) 10-50 μs, (iv) 50-100 μs, (v) 100-200 μs, (vi) 200-300 μs, (vii) 300-400 μs, (viii) 400-500 μs, (ix) 500-600 μs, (x) 600-700 μs, (xi) 700-800 μs, (xii) 800-900 μs, (xiii) 900-1000 μs.

Gemäß einer anderen Ausführungsform liegt t innerhalb eines Bereichs, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) 1,0–1,5 ms, (ii) 1,5–2,0 ms, (iii) 2,0–2,5 ms, (iv) 2,5–3,0 ms, (v) 3,0–3,5 ms, (vi) 3,5–4,0 ms, (vii) 4,0–4,5 ms, (viii) 4,5–5,0 ms, (ix) 5–10 ms, (x) 10–15 ms, (xi) 15–20 ms, (xii) 20–25 ms, (xiii) 25–30 ms, (xiv) 30–35 ms, (xv) 35–40 ms, (xvi) 40–45 ms, (xvii) 45–50 ms, (xviii) 50–55 ms, (xix) 55–60 ms, (xx) 60–65 ms, (xxi) 65–70 ms, (xxii) 70–75 ms, (xxiii) 75–80 ms, (xxiv) 80–85 ms, (xxv) 85–90 ms, (xxvi) 90–95 ms, (xxvii) 95–100 ms und (xxviii) > 100 ms.According to one another embodiment t is within a range selected from the following group: (i) 1.0-1.5 ms, (ii) 1.5-2.0 ms, (iii) 2.0-2.5 ms, (iv) 2.5-3.0 ms, (v) 3.0-3.5 ms, (vi) 3,5-4,0 ms, (vii) 4.0-4.5 ms, (viii) 4.5-5.0 ms, (ix) 5-10 ms, (x) 10-15 ms, (xi) 15-20 ms, (xii) 20-25 ms, (xiii) 25-30 ms, (xiv) 30-35 ms, (xv) 35-40 ms, (xvi) 40-45 ms, (xvii) 45-50 ms, (xviii) 50-55 ms, (xix) 55-60 ms, (xx) 60-65 ms, (xxi) 65-70 ms, (xxii) 70-75 ms, (xxiii) 75-80 ms, (xxiv) 80-85 ms, (xxv) 85-90 ms, (xxvi) 90-95 ms, (xxvii) 95-100 ms and (xxviii)> 100 ms.

Bevorzugt wird zusammen mit der vorliegenden Erfindung ein Massenspektrometer eingesetzt, welches aufweist: ein Massenfilter zum Trennen von Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis, wobei das Massenfilter eine Anzahl von Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen innerhalb, des Massenfilters radial einzuschließen, und wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden, so dass:

  • (i) Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten und einem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential laufen, während andere Ionen mit einem dritten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das erste Potential laufen, und dann
  • (ii) Ionen mit dem ersten und dem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so dass wenigstens einige Ionen mit dem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das zweite Potential laufen, während andere Ionen mit dem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das zweite Potential laufen.
Preferably, a mass spectrometer is used with the present invention, comprising: a mass filter for separating ions according to their mass-to-charge ratio, the mass filter having a number of electrodes, wherein in use an AC or RF voltage is applied to the Electrodes are applied to radially enclose ions within the mass filter, and wherein, in use, one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms are applied progressively to the electrodes such that:
  • (i) moving ions to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a first potential so that at least some ions having first and second mass-to-charge ratios different from each other pass through the first potential; while other ions with a third different mass-to-charge ratio do not pass through the first potential, and then
  • (ii) moving ions of the first and second mass-to-charge ratios to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a second potential such that at least some ions of the first mass-to-charge ratio pass through the second potential while other ions of the second different mass-to-charge ratio do not pass through the second potential.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen durch das erste Potential laufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen durch das erste Potential laufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das erste Potential sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das dritte Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen nicht durch das erste Potential laufen.The one or more transient DC voltages or the one or the plurality of transient DC voltage waveforms and the first potentials are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the first mass-to-charge ratio ions run through the first potential. The one or more transients DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms and the first potential are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the second Mass-to-charge ratio running ions through the first potential. The one or the multiple transient DC voltages or the one or the several transient DC voltage waveforms and the first Potentials are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the third mass-to-charge ratio Ions do not run through the first potential.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das zweite Potential sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das erste Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen durch das zweite Potential laufen. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen und das zweite Potential sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen nicht durch das zweite Potential laufen.The one or more transient DC voltages or the one or the plurality of transient DC voltage waveforms and the second potentials are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the first mass-to-charge ratio ions run through the second potential. The one or more transients DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms and the second potential are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the second Mass-to-charge ratio ions do not pass through the second potential.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen erheblich vor das erste und das dritte Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen aus dem Massenfilter austreten. Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen sind vorzugsweise derart, dass wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das erste und das dritte Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen erheblich nach das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen aus dem Massenfilter austreten.The one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, or 95% of the second mass to charge ratio having ions before the first and third mass-to-charge ratio ions exit the mass filter. The one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms are preferably such that at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, or 95% of the first and third mass to charge ratio ions having substantially second mass to charge ratio ions exit the mass filter.

Eine Mehrzahl der das zweite Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisenden Ionen tritt vorzugsweise eine Zeit t vor einer Mehrzahl der die erste und die dritte Ionenbeweglichkeit aufweisenden Ionen aus dem Massenfilter aus, wobei t innerhalb eines Bereichs liegt, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) < 1 μs, (ii) 1–10 μs, (iii) 10–50 μs, (iv) 50–100 μs, (v) 100–200 μs, (vi) 200–300 μs, (vii) 300–400 μs, (viii) 400–500 μs, (ix) 500–600 μs, (x) 600–700 μs, (xi) 700–800 μs, (xii) 800–900 μs, (xiii) 900–1000 μs.A Most of the ions having the second mass-to-charge ratio occur preferably a time t before a plurality of the first and the third ion mobility ions from the mass filter where t is within a range of the following Group selected is: (i) <1 μs, (ii) 1-10 μs, (iii) 10-50 μs, (iv) 50-100 μs, (v) 100-200 μs, (vi) 200-300 μs, (vii) 300-400 μs, (viii) 400-500 μs, (ix) 500-600 μs, (x) 600-700 μs, (xi) 700-800 μs, (xii) 800-900 μs, (xiii) 900-1000 μs.

Gemäß einer anderen Ausführungsform liegt t innerhalb eines Bereichs, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) 1,0–1,5 ms, (ii) 1,5–2,0 ms, (iii) 2,0–2,5 ms, (iv) 2,5–3,0 ms, (v) 3,0–3,5 ms, (vi) 3,5–4,0 ms, (vii) 4,0–4,5 ms, (viii) 4,5–5,0 ms, (ix) 5–10 ms, (x) 10–15 ms, (xi) 15–20 ms, (xii) 20–25 ms, (xiii) 25–30 ms, (xiv) 30–35 ms, (xv) 35–40 ms, (xvi) 40–45 ms, (xvii) 45–50 ms, (xviii) 50–55 ms, (xix) 55–60 ms, (xx) 60–65 ms, (xxi) 65–70 ms, (xxii) 70–75 ms, (xxiii) 75–80 ms, (xxiv) 80–85 ms, (xxv) 85–90 ms, (xxvi) 90–95 ms, (xxiii) 95–100 ms und (xxviii) > 100 ms.According to one another embodiment t is within a range selected from the following group: (i) 1.0-1.5 ms, (ii) 1.5-2.0 ms, (iii) 2.0-2.5 ms, (iv) 2.5-3.0 ms, (v) 3.0-3.5 ms, (vi) 3,5-4,0 ms, (vii) 4.0-4.5 ms, (viii) 4.5-5.0 ms, (ix) 5-10 ms, (x) 10-15 ms, (xi) 15-20 ms, (xii) 20-25 ms, (xiii) 25-30 ms, (xiv) 30-35 ms, (xv) 35-40 ms, (xvi) 40-45 ms, (xvii) 45-50 ms, (xviii) 50-55 ms, (xix) 55-60 ms, (xx) 60-65 ms, (xxi) 65-70 ms, (xxii) 70-75 ms, (xxiii) 75-80 ms, (xxiv) 80-85 ms, (xxv) 85-90 ms, (xxvi) 90-95 ms, (xxiii) 95-100 ms and (xxviii)> 100 ms.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen können erzeugen: (i) einen Potentialhügel oder Potentialwall, (ii) eine Potentialmulde, (iii) eine Kombination aus einem Potentialhügel oder einem Potentialwall und einer Potentialmulde, (iv) mehrere Potentialhügel oder Potentialwälle, (v) mehrere Potentialmulden, (vi) eine Kombination aus mehreren Potentialhügeln oder Potentialwällen und mehreren Potentialmulden.The One or more transient DC voltages can generate: (i) a potential hill or Potentialwall, (ii) a potential well, (iii) a combination from a potential hill or a potential wall and a potential well, (iv) several potential hill or potential ramparts, (v) several potential wells, (vi) a combination of several potential hills or potential walls and several potential wells.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs- Wellenformen schließen vorzugsweise eine sich wiederholende Wellenform in der Art einer Rechteckwelle ein.The one or more transient DC voltage waveforms preferably include a repeating waveform in the manner of a square wave one.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen erzeugen vorzugsweise eine Anzahl von Potentialspitzen oder -mulden, die durch Zwischenbereiche getrennt sind. Der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen kann null sein oder von Null verschieden sein und entweder positiv oder negativ sein. Der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen kann linear oder nichtlinear sein. Beispielsweise kann der Gleichspannungsgradient in den Zwischenbereichen exponentiell zunehmen oder abnehmen.The generate one or more transient DC voltage waveforms preferably a number of potential peaks or wells, the are separated by intermediate areas. The DC voltage gradient in the intermediate ranges can be zero or different from zero be and be either positive or negative. The DC voltage gradient in the intermediate ranges can be linear or nonlinear. For example the DC voltage gradient in the intermediate areas can be exponential increase or decrease.

Die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden kann im wesentlichen konstant bleiben; oder die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden kann fortschreitend größer oder kleiner werden. Die Amplitude der Potentialspitzen oder -mulden kann linear oder nichtlinear zunehmen oder abnehmen.The Amplitude of the potential peaks or wells can be substantially stay constant; or the amplitude of the potential peaks or wells can progressively larger or get smaller. The amplitude of the potential peaks or wells can increase or decrease linearly or nonlinearly.

Bei der Verwendung kann ein axialer Gleichspannungsgradient entlang wenigstens einem Abschnitt der Länge des Massenfilters aufrechterhalten werden, wobei sich der axiale Spannungsgradient zeitlich ändert.at Using an axial DC voltage gradient along at least a portion of the length be maintained of the mass filter, wherein the axial Voltage gradient changes over time.

Das Massenfilter kann eine auf einem ersten Referenzpotential gehaltene erste Elektrode, eine auf einem zweiten Referenzpotential gehaltene zweite Elektrode und eine auf einem dritten Referenzpotential gehaltene dritte Elektrode aufweisen, wobei: zu einer ersten Zeit t1 eine erste Gleichspannung an die erste Elektrode angelegt wird, so dass die erste Elektrode auf einem ersten Potential oberhalb oder unterhalb des ersten Referenzpotentials gehalten wird, zu einer zweiten späteren Zeit t2 eine zweite Gleichspannung an die zweite Elektrode angelegt wird, so dass die zweite Elektrode auf einem zweiten Potential oberhalb oder unterhalb des zweiten Referenzpotentials gehalten wird, und zu einer dritten späteren Zeit t3 eine dritte Gleichspannung an die dritte Elektrode angelegt wird, so dass die dritte Elektrode auf einem dritten Potential oberhalb oder unterhalb des dritten Referenzpotentials gehalten wird.The mass filter may include a first electrode held at a first reference potential, a second electrode held at a second reference potential, and a third electrode held at a third reference potential, wherein: at a first time t 1, a first DC voltage is applied to the first electrode in that the first electrode is held at a first potential above or below the first reference potential, a second DC voltage is applied to the second electrode at a second later time t 2 so that the second electrode is maintained at a second potential above or below the second reference potential is applied, and at a third later time t 3, a third DC voltage is applied to the third electrode, so that the third electrode is maintained at a third potential above or below the third reference potential.

Vorzugsweise liegt zu der ersten Zeit t1 die zweite Elektrode auf dem zweiten Referenzpotential und die dritte Elektrode auf dem dritten Referenzpotential, zu der zweiten Zeit t2 die erste Elektrode auf dem ersten Potential und die dritte Elektrode auf dem dritten Referenzpotential, und zu der dritten Zeit t3 die erste Elektrode auf dem ersten Potential und die zweite Elektrode auf dem zweiten Potential.Preferably, at the first time t 1 the second electrode is at the second reference potential and the third electrode at the third reference potential, at the second time t 2 the first electrode at the first potential and the third electrode at the third reference potential, and at the third Time t 3, the first electrode at the first potential and the second electrode at the second potential.

Alternativ liegt zu der ersten Zeit t1 die zweite Elektrode auf dem zweiten Referenzpotential und die dritte Elektrode auf dem dritten Referenzpotential, wird zu der zweiten Zeit t2 an die erste Elektrode nicht mehr die erste Gleichspannung angelegt, so dass die erste Elektrode auf das erste Referenzpotential zurückgeführt wird und sich die dritte Elektrode auf dem dritten Referenzpotential befindet, und liegt zu der dritten Zeit t3 die erste Elektrode auf dem ersten Referenzpotential und wird an die zweite Elektrode nicht mehr die zweite Gleichspannung angelegt, so dass die zweite Elektrode auf das zweite Referenzpotential zurückgeführt wird.Alternatively located at the first time t 1, the second electrode on the second reference potential and the third electrode on the third reference potential is at said second time t no longer applied to the first electrode of the first DC voltage 2, so that the first electrode on the first Reference potential returned and the third electrode is at the third reference potential, and at the third time t 3, the first electrode is at the first reference potential and the second DC voltage is no longer applied to the second electrode, so that the second electrode is returned to the second reference potential becomes.

Das erste, das zweite und das dritte Referenzpotential sind vorzugsweise im wesentlichen gleich. Vorzugsweise sind die erste, die zweite und die dritte Gleichspannung im wesentlichen gleich. Vorzugsweise sind das erste, das zweite und das dritte Potential im wesentlichen gleich.The the first, second and third reference potentials are preferred essentially the same. Preferably, the first, the second and the third DC voltage is substantially the same. Preferably the first, second and third potentials are essentially equal.

Das Massenfilter kann 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 Segmente aufweisen, wobei jedes Segment 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 Elektroden aufweist und wobei die Elektroden in einem Segment auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential gehalten werden. Vorzugsweise werden mehrere Segmente auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential gehalten. Vorzugsweise wird jedes Segment auf im wesentlichen dem gleichen Gleichspannungspotential wie das nachfolgende n-te Segment gehalten, wobei n 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 oder > 30 ist.The Mass filter can be 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 or> 30 segments, each segment 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 or> 30 electrodes and wherein the electrodes in a segment substantially on same DC potential can be maintained. Preferably Several segments are at substantially the same DC potential held. Preferably, each segment is substantially at same DC potential as the following nth segment where n 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 or> 30.

Ionen werden innerhalb des Massenfilters durch ein elektrisches Wechsel- oder HF-Feld radial eingeschlossen. Ionen werden innerhalb des Massenfilters vorzugsweise in einer Pseudo-Potentialmulde radial eingeschlossen und axial durch einen realen Potentialwall oder eine reale Potentialmulde bewegt.ions within the mass filter by an electrical alternating or RF field included radially. Ions become within the mass filter preferably radially enclosed in a pseudo-potential well and axially through a real potential wall or a real potential well emotional.

Bei der Verwendung können eine oder mehrere zusätzliche Wechsel- oder HF-Spannungswellenformen an wenigstens einige der Elektroden angelegt werden, so da Ionen entlang wenigstens einem Abschnitt der Länge des Massenfilters gedrängt werden. Diese Wechsel- oder HF-Spannungswellenformen kommen zu den Wechsel- oder HF-Spannungen hinzu, welche Ionen innerhalb des Massenfilters radial einschließen.at of use one or more additional AC or RF voltage waveforms on at least some of the Electrodes are applied so that ions along at least one Section of length of the mass filter become. These AC or RF voltage waveforms come to the Alternating or RF voltages which ions within the mass filter enclose radially.

Die Durchflugzeit der Ionen durch das Massenfilter ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) kleiner oder gleich 20 ms, (ii) kleiner oder gleich 10 ms, (iii) kleiner oder gleich 5 ms, (iv) kleiner oder gleich 1 ms und (v) kleiner oder gleich 0,5 ms.The Flight time of the ions through the mass filter is preferred selected from the following group: (i) less than or equal to 20 ms, (ii) less than or equal to 10 ms, (iii) less than or equal to 5 ms, (iv) less than or equal to 1 ms, and (v) less than or equal to 0.5 ms.

Das Massenfilter wird vorzugsweise auf einem solchen Druck gehalten, daß auf die durch das Massenfilter hindurchlaufenden Ionen im wesentlichen kein viskoser Widerstand ausgeübt wird. Die mittlere freie Weglänge der durch das Massenfilter hindurchlaufenden Ionen ist daher vorzugsweise größer, und vorzugsweise erheblich größer, als die Länge des Massenfilters.The Mass filter is preferably kept at such a pressure that on the ions passing through the mass filter are substantially no viscous resistance exercised becomes. The mean free path the ion passing through the mass filter is therefore preferred bigger, and preferably considerably larger than the length of the mass filter.

Bei der Verwendung werden die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen vorzugsweise zunächst an einer ersten axialen Position und dann nachfolgend an einer zweiten und dann an einer dritten verschiedenen axialen Position entlang dem Massenfilter bereitgestellt.at the use becomes the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms preferably first at a first axial position and then subsequently at a second and then along a third different axial position provided to the mass filter.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bewegen sich vorzugsweise von einem Ende des Massenfilters zu einem anderen Ende des Massen filters, so dass wenigstens einige Ionen entlang dem Massenfilter gedrängt werden.The one or more transient DC voltages or the one or move the multiple transient DC waveforms preferably from one end of the mass filter to another End of the mass filter, so that at least some ions along pushed the mass filter become.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen weisen vorzugsweise wenigstens 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 verschiedene Amplituden auf.The one or more transient DC voltages or the one or the plurality of transient DC voltage waveforms preferably at least 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 different Amplitudes on.

Die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen kann zeitlich im wesentlichen konstant bleiben, oder die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen kann sich zeitlich ändern. Beispielsweise kann die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen (i) zeitlich zunehmen, (ii) zeitlich zunehmen und dann abnehmen, (iii) zeitlich abnehmen oder (iv) zeitlich abnehmen und dann zunehmen.The Amplitude of the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms can remain essentially constant in time, or the amplitude the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms change over time. For example, the amplitude of the one or more transients DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms (i) increase in time, (ii) increase in time and then decrease, (iii) decrease in time or (iv) decrease in duration and then increase.

Das Massenfilter kann einen stromaufwärts gelegenen Eingangsbereich, einen stromabwärts gelegenen Ausgangsbereich und einen Zwischenbereich aufweisen, wobei: in dem Eingangsbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen ersten Wert aufweist, in dem Zwischenbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen zweiten Wert aufweist und in dem Ausgangsbereich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen einen dritten Wert aufweist.The mass filter may include an upstream input region, a downstream output region, and an intermediate region, wherein: in the input region, the amplitude of the one or more transient DC voltages or the one or more DC transient voltage waveforms has a first value; Amplitude of one or the plurality of transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms has a second value and in the output range the amplitude of the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms has a third value.

Der Eingangsbereich und/oder der Ausgangsbereich umfassen vorzugsweise einen Anteil der gesamten Achsenlänge des Massenfilters, der aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) < 5%, (ii) 5–10%, (iii) 10–15%, (iv) 15–20%, (v) 20–25%, (vi) 25–30%, (vii) 30–35%, (viii) 35–40% und (ix) 40–45%.Of the The entrance area and / or the exit area preferably comprise a fraction of the total axial length of the mass filter, the selected from the following group is: (i) <5%, (ii) 5-10%, (iii) 10-15%, (iv) 15-20%, (v) 20-25%, (vi) 25-30%, (vii) 30-35%, (viii) 35-40% and (ix) 40-45%.

Die erste und/oder die dritte Amplitude können im wesentlichen null sein, und die zweite Amplitude kann im wesentlichen von Null verschieden sein. Vorzugsweise ist die zweite Amplitude größer als die erste Amplitude und/oder die zweite Amplitude größer als die dritte Amplitude.The first and / or third amplitude may be substantially zero, and the second amplitude may be substantially zero be. Preferably, the second amplitude is greater than the first amplitude and / or the second amplitude greater than the third amplitude.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen laufen vorzugsweise bei der Verwendung mit einer ersten Geschwindigkeit entlang dem Massenfilter, wobei die erste Geschwindigkeit (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt, (vi) abnimmt und dann zunimmt, (vii) im wesentlichen auf Null verringert wird, (viii) die Richtung umkehrt oder (ix) im wesentlichen auf Null verringert wird und dann die Richtung umkehrt.The one or more transient DC voltages or the one or the multiple transient DC voltage waveforms preferably when used at a first rate along the mass filter, with the first velocity (i) in the remains substantially constant, (ii) changes, (iii) increases, (iv) increases and then decreases, (v) decreases, (vi) decreases and then increases, (vii) is reduced substantially to zero, (viii) the direction or (ix) is substantially reduced to zero and then the direction reverses.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleich spannungs-Wellenformen bewirken vorzugsweise, dass wenigstens einige Ionen innerhalb des Massenfilters mit einer zweiten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Massenfilter laufen. Vorzugsweise bewirken die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen, dass wenigstens einige Ionen innerhalb des Massenfilters mit einer dritten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Massenfilter laufen. Vorzugsweise bewirken die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen, dass wenigstens einige Ionen innerhalb des Massenfilters mit einer vierten verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Massenfilter laufen. Vorzugsweise bewirken die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen, dass wenigstens einige Ionen innerhalb des Massenfilters mit einer fünften verschiedenen Geschwindigkeit entlang dem Massenfilter laufen.The one or more transient DC voltages or the one or effect the plurality of transient DC voltage waveforms preferably, that at least some ions within the mass filter at a second different speed along the mass filter to run. Preferably, the one or more transients DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms, that at least some ions within the mass filter with a third run at different speeds along the mass filter. Preferably cause the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms, that at least some ions within the mass filter with a fourth different speed along the mass filter. Preferably, the one or more transient DC voltages cause or the one or more transient DC voltage waveforms at least some ions within the mass filter with a fifth different one Speed along the mass filter.

Die zweite und/oder die dritte und/oder die vierte und/oder die fünfte Geschwindigkeit sind vorzugsweise wenigstens 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 oder 100 m/s höher oder geringer als die erste Geschwindigkeit.The second and / or third and / or fourth and / or fifth speed are preferably at least 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 or 100 m / s higher or less than the first speed.

Die erste Geschwindigkeit ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) 10–250 m/s, (ii) 250–500 m/s, (iii) 500–750 m/s, (iv) 750–1000 m/s, (v) 1000–1250 m/s, (vi) 1250–1500 m/s, (vii) 1500–1750 m/s, (viii) 1750–2000 m/s, (ix) 2000–2250 m/s, (x) 2250–2500 m/s, (xi) 2500–2750 m/s, (xii) 2750– 3000 m/s, (xiii) 3000–3250 m/s, (xiv) 3250–3500 m/s, (xv) 3500–3750 m/s, (xvi) 3750–4000 m/s, (xvii) 4000–4250 m/s, (xviii) 4250–4500 m/s, (xix) 4500–4750 m/s, (xx) 4750–5000 m/s, (xxi) 5000–5250 m/s, (xxii) 5250–5500 m/s, (xxiii) 5500–5750 m/s, (xxiv) 5750–6000 m/s und (xxv) > 6000 m/s. Gemäß einer weniger bevorzugten Ausführungsform kann die erste Geschwindigkeit < 10 m/s sein.The first speed is preferably from the following group selected: (i) 10-250 m / s, (ii) 250-500 m / s, (iii) 500-750 m / s, (iv) 750-1000 m / s, (v) 1000-1250 m / s, (vi) 1250-1500 m / s, (vii) 1500-1750 m / s, (viii) 1750-2000 m / s, (ix) 2000-2250 m / s, (x) 2250-2500 m / s, (xi) 2500-2750 m / s, (xii) 2750-3000 m / s, (xiii) 3000-3250 m / s, (xiv) 3250-3500 m / s, (xv) 3500-3750 m / s, (xvi) 3750-4000 m / s, (xvii) 4000-4250 m / s, (xviii) 4250-4500 m / s, (xix) 4500-4750 m / s, (xx) 4750-5000 m / s, (xxi) 5000-5250 m / s, (xxii) 5250-5500 m / s, (xxiii) 5500-5750 m / s, (xxiv) 5750-6000 m / s and (xxv)> 6000 m / s. According to one less preferred embodiment can the first speed <10 m / s.

Die zweite und/oder die dritte und/oder die vierte und/oder die fünfte verschiedene Geschwindigkeit sind vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) 10–250 m/s, (ii) 250–500 m/s, (iii) 500–750 m/s, (iv) 750–1000 m/s, (v) 1000–1250 m/s, (vi) 1250–1500 m/s, (vii) 1500–1750 m/s, (viii) 1750–2000 m/s, (ix) 2000–2250 m/s, (x) 2250–2500 m/s, (xi) 2500–2750 m/s, (xii) 2750–3000 m/s, (xiii) 3000–3250 m/s, (xiv) 3250–3500 m/s, (xv) 3500–3750 m/s, (xvi) 3750–4000 m/s, (xvii) 4000–4250 m/s, (xviii) 4250–4500 m/s, (xix) 4500–4750 m/s, (xx) 4750–5000 m/s, (xxi) 5000–5250 m/s, (xxii) 5250–5500 m/s, (xxiii) 5500–5750 m/s, (xxiv) 5750–6000 m/s und (xxv) > 6000 m/s. Gemäß einer weniger bevorzugten Ausführungsform kann die zweite und/oder die dritte und/oder die vierte und/oder die fünfte Geschwindigkeit < 10 m/s sein.The second and / or the third and / or the fourth and / or the fifth different Speeds are preferably selected from the following group: (i) 10-250 m / s, (ii) 250-500 m / s, (iii) 500-750 m / s, (iv) 750-1000 m / s, (v) 1000-1250 m / s, (vi) 1250-1500 m / s, (vii) 1500-1750 m / s, (viii) 1750-2000 m / s, (ix) 2000-2250 m / s, (x) 2250-2500 m / s, (xi) 2500-2750 m / s, (xii) 2750-3000 m / s, (xiii) 3000-3250 m / s, (xiv) 3250-3500 m / s, (xv) 3500-3750 m / s, (xvi) 3750-4000 m / s, (xvii) 4000-4250 m / s, (xviii) 4250-4500 m / s, (xix) 4500-4750 m / s, (xx) 4750-5000 m / s, (xxi) 5000-5250 m / s, (xxii) 5250-5500 m / s, (xxiii) 5500-5750 m / s, (xxiv) 5750-6000 m / s and (xxv)> 6000 m / s. According to one less preferred embodiment the second and / or the third and / or the fourth and / or the fifth Speed <10 m / s.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen haben vorzugsweise eine Frequenz, wobei die Frequenz (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.The one or more transient DC voltages or the one or have the multiple transient DC voltage waveforms preferably a frequency, wherein the frequency (i) substantially remains constant, (ii) changes, (iii) increases, (iv) increases and then decreases, (v) decreases, or (vi) decreases and then increases.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen haben vorzugsweise eine Wellenlänge, wobei die Wellenlänge: (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.The one or more transient DC voltages or the one or more transients The DC voltage waveforms preferably have a wavelength where the wavelength: (i) remains substantially constant, (ii) varies, (iii) increases, (iv) increases and then decreases, (v) decreases, or (vi) decreases and then increases.

Zwei oder mehr transiente Gleichspannungen oder zwei oder mehr transiente Gleichspannungs-Wellenformen können gleichzeitig entlang dem Massenfilter laufen. Die zwei oder mehr transienten Gleichspannungen oder die zwei oder mehr transienten Gleichspannungs-Wellenformen können so eingerichtet werden, daß sie sich (i) in der gleichen Richtung bewegen, (ii) sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen, (iii) sich aufeinander zu bewegen oder (iv) sich voneinander fort bewegen.Two or more transient DC voltages or two or more transient ones DC voltage waveforms can run simultaneously along the mass filter. The two or more transient DC voltages or the two or more transients DC voltage waveforms can be set up so that they (i) move in the same direction, (ii) move in opposite directions Moving directions, (iii) moving towards each other, or (iv) to move away from each other.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen können entlang dem Massenfilter laufen, und es wird an einer Position entlang dem Massenfilter vorzugsweise wenigstens ein im wesentlichen stationäres transientes Gleichspannungspotential oder wenigstens eine im wesentlichen stationäre transiente Spannungswellenform bereitgestellt.The one or more transient DC voltages or the one or the multiple transient DC voltage waveforms may be along Run the mass filter and it will be at a position along the Mass filter preferably at least one substantially stationary transient DC potential or at least one substantially stationary transient Voltage waveform provided.

Die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen werden vorzugsweise wiederholt erzeugt und bei der Verwendung entlang dem Massenfilter geführt, wobei die Frequenz des Erzeugens der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen (i) im wesentlichen konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.The one or more transient DC voltages or the one or the multiple transient DC voltage waveforms preferably repeatedly generated and used along the Mass filter guided, wherein the frequency of generating the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms (i) remains substantially constant, (ii) changes, (iii) increases, (iv) increases and then decreases, (v) decreases or (vi) decreases and then increases.

Ein kontinuierlicher Ionenstrahl kann an einem Eingang des Massenfilters empfangen werden, oder es können alternativ Ionenpakete am Eingang des Massenfilters empfangen werden. Vorzugsweise treten Ionenimpulse aus einem Ausgang des Massenfilters aus. Das Massenspektrometer weist vorzugsweise weiterhin einen Ionendetektor auf, der dafür eingerichtet ist, bei der Verwendung mit den aus dem Ausgang des Massenfilters austretenden Ionenimpulsen im wesentlichen phasensynchronisiert zu werden. Das Massenspektrometer kann weiterhin einen Flugzeit-Massenanalysator aufweisen, der eine Elektrode zum Injizieren von Ionen in einen Driftbereich aufweist, wobei die Elektrode dafür eingerichtet ist, bei der Verwendung im wesentlichen synchronisiert mit den aus dem Ausgang des Massenfilters austretenden Ionenimpulsen mit Energie versorgt zu werden.One continuous ion beam may be at an input of the mass filter be received, or it can Alternatively, ion packets can be received at the input of the mass filter. Preferably, ion pulses emerge from an output of the mass filter out. The mass spectrometer preferably further comprises an ion detector up, for that is set up, when using with the output from the Essentially phase-synchronized bulk filter exiting ion pulses to become. The mass spectrometer may further include a time of flight mass analyzer comprising an electrode for injecting ions into a Has drift region, wherein the electrode is adapted to, in the Use essentially synchronized with those from the output the mass filter leaking ion pulses energized become.

Das Massenfilter ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) einem Ionentrichter mit mehreren Elektroden, die Öffnungen aufweisen, von denen Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden, wobei der Durchmesser der Öffnungen fortschreitend kleiner oder größer wird, (ii) einem Ionentunnel mit mehreren Elektroden, die Öffnungen aufweisen, von denen Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden, wobei der Durchmesser der Öffnungen im wesentlichen konstant bleibt, und (iii) einem Stapel von Platten-, Ring- oder Drahtschleifenelektroden.The Mass filter is preferably selected from the following group: (i) an ion funnel with multiple electrodes, the openings of which ions are transmitted in use, wherein the diameter of the openings becomes progressively smaller or larger, (ii) an ion tunnel with multiple electrodes, the openings have ions of which are allowed to pass through in use, the diameter of the openings remains substantially constant, and (iii) a stack of plate, Ring or wire loop electrodes.

Das Massenfilter weist vorzugsweise eine Anzahl von Elektroden auf, wobei jede Elektrode eine Öffnung aufweist, von der bei der Verwendung Ionen durchgelassen werden. Jede Elektrode weist vorzugsweise eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung auf. Jede Elektrode weist vorzugsweise eine einzige Öffnung auf, von der bei der Verwendung Ionen durchgelassen werden.The Mass filter preferably has a number of electrodes, each electrode having an opening from which ions are allowed to pass in use. Each electrode preferably has a substantially circular opening. Each electrode preferably has a single opening from which in the Use ions to be let through.

Der Durchmesser der Öffnungen von wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das Massenfilter bildenden Elektroden ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) kleiner oder gleich 10 mm, (ii) kleiner oder gleich 9 mm, (iii) kleiner oder gleich 8 mm, (iv) kleiner oder gleich 7 mm, (v) kleiner oder gleich 6 mm, (vi) kleiner oder gleich 5 mm, (vii) kleiner oder gleich 4 mm, (viii) kleiner oder gleich 3 mm, (ix) kleiner oder gleich 2 mm und (x) kleiner oder gleich 1 mm.Of the Diameter of the openings of at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the mass filter forming electrodes is preferably off selected from the following group: (i) less than or equal to 10 mm, (ii) less than or equal to 9 mm, (iii) less than or equal to 8 mm, (iv) less than or equal to 7 mm, (v) smaller or equal to 6 mm, (vi) less than or equal to 5 mm, (vii) smaller or equal to 4 mm, (viii) less than or equal to 3 mm, (ix) smaller or equal to 2 mm and (x) less than or equal to 1 mm.

Wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der das Massenfilter bildenden Elektroden haben vorzugsweise Öffnungen, die im wesentlichen die gleiche Größe oder Fläche aufweisen.At least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the mass filter forming electrodes preferably have openings that are substantially the same size or area exhibit.

Gemäß einer weniger bevorzugten Ausführungsform kann das Massenfilter einen segmentierten Stabsatz aufweisen.According to one less preferred embodiment For example, the mass filter may have a segmented set of rods.

Das Massenfilter besteht vorzugsweise aus (i) 10–20 Elektroden, (ii) 20–30 Elektroden, (iii) 30–40 Elektroden, (iv) 40–50 Elektroden, (v) 50–60 Elektroden, (vi) 60–70 Elektroden, (vii) 70–80 Elektroden, (viii) 80–90 Elektroden, (ix) 90–100 Elektroden, (x) 100–110 Elektroden, (xi) 110–120 Elektroden, (xii) 120–130 Elektroden, (xiii) 130–140 Elektroden, (xiv) 140–150 Elektroden, (xv) mehr als 150 Elektroden oder (xvi) ≥ 15 Elektroden. Gemäß einer weniger bevorzugten Ausführungsform kann das Massenfilter 7–10 Elektroden aufweisen. Es ist ein Massenfilter bevorzugt, das wenigstens 15 Elektroden aufweist.The mass filter preferably consists of (i) 10-20 electrodes, (ii) 20-30 electrodes, (iii) 30-40 electrodes, (iv) 40-50 electrodes, (v) 50-60 electrodes, (vi) 60- 70 electrodes, (vii) 70-80 electrodes, (viii) 80-90 electrodes, (ix) 90-100 electrodes, (x) 100-110 electrodes, (xi) 110-120 electrodes, (xii) 120-130 electrons (xiii) 130-140 electrodes, (xiv) 140-150 electrodes, (xv) more than 150 electrodes or (xvi) ≥ 15 electrodes. According to a less preferred embodiment, the mass filter 7-10 may comprise electrodes. A mass filter having at least 15 electrodes is preferred.

Die Dicke von wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Elektroden ist vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: (i) kleiner oder gleich 3 mm, (ii) kleiner oder gleich 2,5 mm, (iii) kleiner oder gleich 2,0 mm, (iv) kleiner oder gleich 1,5 mm, (v) kleiner oder gleich 1,0 mm und (vi) kleiner oder gleich 0,5 mm.The Thickness of at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the electrodes is preferably from the following group selected: (i) less than or equal to 3 mm, (ii) less than or equal to 2.5 mm, (iii) less than or equal to 2.0 mm, (iv) less than or equal to 1.5 mm, (v) less than or equal to 1.0 mm and (vi) less than or equal to 0.5 mm.

Das Massenfilter hat vorzugsweise eine aus der folgenden Gruppe ausgewählte Länge: (i) kleiner als 5 cm, (ii) 5–10 cm, (iii) 10–15 cm, (iv) 15–20 cm, (v) 20–25 cm, (vi) 25–30 cm und (vii) größer als 30 cm.The A mass filter preferably has a length selected from the following group: (i) less than 5 cm, (ii) 5-10 cm, (iii) 10-15 cm, (iv) 15-20 cm, (v) 20-25 cm, (vi) 25-30 cm and (vii) greater than 30 cm.

Vorzugsweise sind wenigstens 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% der Elektroden sowohl an eine Gleichspannungs- als auch an eine Wechsel- oder HF-Spannungsversorgung angeschlossen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden axial benachbarten Elektroden Wechsel- oder HF-Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180° zugeführt.Preferably are at least 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% or 95% of the electrodes to both a DC and a AC or RF power supply connected. According to the preferred embodiment Axially adjacent electrodes are AC or RF voltages supplied with a phase difference of 180 °.

Das Massenspektrometer kann eine Ionenquelle aufweisen, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: (i) einer Elektrospray-Ionenquelle ("ESI-Ionenquelle"), (ii) einer Atmosphärendruck-Ionenquelle mit chemischer Ionisation ("APCI-Ionenquelle"), (iii) einer Atmosphärendruck-Photoionisations-Ionenquelle ("APPI-Ionenquelle"), (iv) einer matrixunterstützten Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("MALDI-Ionenquelle"), (v) einer Laserdesorptionsionisations-Ionenquelle ("LDI-Ionenquelle"), (vi) einer induktiv gekoppelten Plasma-Ionenquelle ("ICP-Ionenquelle"), (vii) einer Elektronenstoß-Ionenquelle ("EI-Ionenquelle"), (viii) einer Ionenquelle mit chemischer Ionisation ("CI-Ionenquelle"), (ix) einer Ionenquelle mit schnellem Atombeschuß ("FAB-Ionenquelle") und (x) einer Flüssig-Sekundärionen-Massenspektrometrie-Ionenquelle ("LSIMS-Ionenquelle"). Die Ionenquelle kann entweder eine kontinuierliche oder eine gepulste Ionenquelle sein.The Mass spectrometer may have an ion source, which consists of the the following group is selected: (i) an electrospray ion source ("ESI ion source"), (ii) an atmospheric pressure ion source with chemical ionization ("APCI ion source"), (iii) an atmospheric pressure photoionization ion source ("APPI ion source"), (iv) a matrix assisted laser desorption ionization ion source ("MALDI ion source"), (v) a laser desorption ionization ion source ("LDI ion source"), (vi) an inductive coupled plasma ion source ("ICP ion source"), (vii) an electron impact ion source ("EI ion source"), (viii) an ion source with chemical ionization ("CI ion source"), (ix) an ion source with fast atom bombardment ("FAB ion source") and (x) a liquid secondary ion mass spectrometry ion source ( "LSIMS") ion source. The ion source can be either a continuous or a pulsed ion source be.

Zusammen mit der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft ein Massenfilter zum Trennen von Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis einsetzbar, wobei das Massenfilter wenigstens sieben Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen innerhalb des Massenfilters radial einzuschließen, und wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden, so dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis von anderen Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis, welche im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben, getrennt werden.Together with the present invention is advantageously a mass filter for separating ions according to their mass-to-charge ratio, wherein the mass filter has at least seven electrodes, wherein when using an AC or RF voltage to the electrodes is applied to radially enclose ions within the mass filter, and wherein in use one or more transient DC voltages or progressing one or more transient DC voltage waveforms be applied to the electrodes, so that at least some ions with a first mass-to-charge ratio of other ions a second different mass-to-charge ratio, which is substantially radially enclosed within the mass filter stay, be disconnected.

Zusammen mit der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft ein Massenfilter zum Trennen von Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis einsetzbar, wobei das Massenfilter wenigstens sieben Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen innerhalb des Massenfilters radial einzuschließen, und wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden, so dass Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das Potential laufen, während andere Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das Potential laufen, sondern im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben.Together with the present invention is advantageously a mass filter for separating ions according to their mass-to-charge ratio, wherein the mass filter has at least seven electrodes, wherein when using an AC or RF voltage to the electrodes is applied to radially enclose ions within the mass filter, and wherein in use one or more transient DC voltages or progressing one or more transient DC voltage waveforms be applied to the electrodes, so that ions to a range of the mass filter are moved, in which at least one electrode has such a potential that at least some ions with a first mass-to-charge ratio the potential to run while other ions with a second different mass-to-charge ratio are not through the potential, but essentially within the mass filter remain trapped radially.

Zusammen mit der vorliegenden Erfindung ist vorteilhaft ein Massenfilter zum Trennen von Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis einsetzbar, wobei das Massenfilter eine Anzahl von Elektroden aufweist, wobei bei der Verwendung eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen innerhalb des Massenfilters radial einzuschließen, und wobei bei der Verwendung eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt werden, so dass:

  • (i) Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten und einem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential laufen, während andere Ionen mit einem dritten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das erste Potential laufen, und dann
  • (ii) Ionen mit dem ersten und dem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so dass wenigstens einige Ionen mit dem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das zweite Potential laufen, während andere Ionen mit dem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das zweite Potential laufen.
Advantageously, in accordance with the present invention, a mass filter is usable for separating ions according to their mass-to-charge ratio, the mass filter having a number of electrodes, wherein in use an AC or RF voltage is applied to the electrodes to form ions radially enclosing within the mass filter, and wherein in use, one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms are applied progressively to the electrodes such that:
  • (i) moving ions to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a first potential so that at least some ions having first and second mass-to-charge ratios different from each other pass through the first potential; while other ions with a third different mass-to-charge ratio do not pass through the first potential, and then
  • (ii) moving ions of the first and second mass-to-charge ratios to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a second potential, such that at least one of the first and second masses has a second potential ions having the first mass-to-charge ratio pass through the second potential, while other ions having the second different mass-to-charge ratio do not pass through the second potential.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Massenfilter mit wenigstens sieben Elektroden, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen radial innerhalb des Massenfilters einzuschließen, und
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis von anderen Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis, die im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben, getrennt werden.Advantageously, a method for mass spectrometry is provided which has the following steps:
Receiving ions in a mass filter having at least seven electrodes, wherein an AC or RF voltage is applied to the electrodes to confine ions radially within the mass filter, and
progressively applying one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms to the electrodes such that at least some ions having a first mass-to-charge ratio of other ions having a second different mass-to-charge ratio substantially within of the mass filter remain radially enclosed, separated.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Massenfilter mit wenigstens sieben Elektroden, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen radial innerhalb des Massenfilters einzuschließen, und
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, daß wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das Potential laufen, während andere Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das Potential laufen, sondern im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben.Advantageously, a method for mass spectrometry is provided which has the following steps:
Receiving ions in a mass filter having at least seven electrodes, wherein an AC or RF voltage is applied to the electrodes to confine ions radially within the mass filter, and
progressive application of one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms to the electrodes so that ions are moved to a portion of the mass filter in which at least one electrode has such a potential that at least some ions are at a first mass. Charge ratio run through the potential, while other ions with a second different mass-to-charge ratio does not run through the potential, but remain substantially enclosed radially within the mass filter.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Massenfilter mit mehreren Elektroden, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen radial innerhalb des Massenfilters einzuschließen, und
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so dass Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einem ersten und einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis durch das erste Potential laufen, während andere Ionen mit einem dritten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das erste Potential laufen, und dann
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen mit dem ersten und dem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so dass wenigstens einige Ionen mit dem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das zweite Potential laufen, während andere Ionen mit dem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das zweite Potential laufen.Advantageously, a method for mass spectrometry is provided which has the following steps:
Receiving ions in a multi-electrode mass filter, wherein an AC or RF voltage is applied to the electrodes to confine ions radially inside the mass filter, and
progressively applying one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms to the electrodes such that ions are moved to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a first potential, such that at least some ions are at first and second potentials at a second different mass-to-charge ratio through the first potential, while other ions having a third different mass-to-charge ratio do not pass through the first potential, and then
progressively applying one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms to the electrodes such that ions of the first and second mass-to-charge ratios are moved to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a second potential such that at least some ions having the first mass-to-charge ratio pass through the second potential, while other ions having the second different mass-to-charge ratio do not pass through the second potential.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Masse-Ladungs-Verhältnis-Trennung vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Massenfilter mit wenigstens sieben Elektroden, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen radial innerhalb des Massenfilters einzuschließen, und
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs- Verhältnis von anderen Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis, die im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben, getrennt werden.Advantageously, a method for mass-to-charge ratio separation is provided which comprises the following steps:
Receiving ions in a mass filter having at least seven electrodes, wherein an AC or RF voltage is applied to the electrodes to confine ions radially within the mass filter, and
progressively applying one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms to the electrodes such that at least some ions having a first mass-to-charge ratio of other ions having a second different mass-to-charge ratio substantially within of the mass filter remain radially enclosed, separated.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Masse-Ladungs-Verhältnis-Trennung vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Massenfilter mit wenigstens sieben Elektroden, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen radial innerhalb des Massenfilters einzuschließen, und
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so dass Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein solches Potential aufweist, dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das Potential laufen, während andere Ionen mit einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das Potential laufen, sondern im wesentlichen innerhalb des Massenfilters radial eingeschlossen bleiben.Advantageously, a method for mass-to-charge ratio separation is provided which comprises the following steps:
Receiving ions in a mass filter having at least seven electrodes, wherein an AC or RF voltage is applied to the electrodes to confine ions radially within the mass filter, and
progressively applying one or more transient DC voltages or one or more DC transient voltage waveforms to the electrodes such that ions are moved to a portion of the mass filter in which at least one electrode has such a potential that at least one of the potentials is ions having a first mass-to-charge ratio pass through the potential, while other ions having a second different mass-to-charge ratio do not pass through the potential but remain substantially radially confined within the mass filter.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Masse-Ladungs-Verhältnis-Trennung vorgesehen, welches die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen von Ionen in einem Massenfilter mit mehreren Elektroden, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen radial innerhalb des Massenfilters einzuschließen, und
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so dass Ionen zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein erstes Potential aufweist, so daß wenigstens einige Ionen mit einem ersten und einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis durch das erste Potential laufen, während andere Ionen mit einem dritten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das erste Potential laufen, und dann
fortschreitendes Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen an die Elektroden, so daß Ionen mit dem ersten und dem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis zu einem Bereich des Massenfilters bewegt werden, in dem wenigstens eine Elektrode ein zweites Potential aufweist, so dass wenigstens einige Ionen mit dem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das zweite Potential laufen, während andere Ionen mit dem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das zweite Potential laufen.Advantageously, a method for mass-to-charge ratio separation is provided which comprises the following steps:
Receiving ions in a multi-electrode mass filter, wherein an AC or RF voltage is applied to the electrodes to confine ions radially inside the mass filter, and
progressively applying one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms to the electrodes such that ions are moved to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a first potential, such that at least some ions are at first and second potentials at a second different mass-to-charge ratio through the first potential, while other ions having a third different mass-to-charge ratio do not pass through the first potential, and then
progressively applying one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms to the electrodes such that ions of the first and second mass-to-charge ratios are moved to a portion of the mass filter in which at least one electrode has a second potential such that at least some ions having the first mass-to-charge ratio pass through the second potential, while other ions having the second different mass-to-charge ratio do not pass through the second potential.

Vorteilhafterweise ist ein Massenfilter vorgesehen, in dem Ionen entsprechend ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis getrennt werden, und wobei Ionen entlang dem Massenfilter verschiedene im wesentlichen statische axiale Positionen oder axiale Gleichgewichtspositionen annehmen. Vorzugsweise werden Ionen mit Masse- Ladungs-Verhältnissen, die innerhalb eines ersten Bereichs liegen, in einem ersten axialen Einfangbereich gespeichert, während Ionen mit Masse-Ladungs-Verhältnissen, die innerhalb eines zweiten verschiedenen Bereichs liegen, in einem zweiten verschiedenen axialen Einfangbereich gespeichert werden.advantageously, a mass filter is provided in which ions according to their Mass-to-charge ratio be separated, and wherein ions along the mass filter different essentially static axial positions or axial equilibrium positions accept. Preferably, ions with mass-to-charge ratios that are within one first region, stored in a first axial trapping region, while Ions with mass-to-charge ratios, which are within a second different range, in one second different axial trapping area are stored.

Das Massenfilter weist vorzugsweise eine Anzahl von Elektroden auf, wobei bei der Verwendung eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden angelegt wird, um Ionen radial innerhalb des Massenfilters einzuschließen. Vorzugsweise werden eine oder mehrere transiente Gleichspannungen oder eine oder mehrere transiente Gleichspannungs-Wellenformen fortschreitend an die Elektroden angelegt, um wenigstens einige Ionen in eine erste Richtung zu drängen.The Mass filter preferably has a number of electrodes, wherein, in use, an AC or RF voltage to the electrodes is applied to encase ions radially within the mass filter. Preferably be one or more transient DC voltages or one or several transient DC voltage waveforms progressively the electrodes are applied to at least some ions in a first To push direction.

Vorzugsweise bewirkt ein Gleichspannungsgradient, dass wenigstens einige Ionen in eine zweite Richtung gedrängt werden, wobei die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist.Preferably causes a Gleichspannungsgradient that at least some ions pushed in a second direction be, with the second direction of the first direction opposite is.

Die Spitzenamplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen bleibt vorzugsweise entlang dem Massenfilter im wesentlichen konstant oder verringert sich entlang dem Massenfilter.The Peak amplitude of the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms preferably remains substantially constant along the mass filter or decreases along the mass filter.

Der Gleichspannungsgradient kann entlang dem Massenfilter fortschreitend zunehmen.Of the DC voltage gradient may progress along the mass filter increase.

Sobald Ionen entlang dem Massenfilter im wesentlichen statische axiale Positionen oder axiale Gleichgewichtspositionen angenommen haben, können wenigstens einige der Ionen zu einem Ausgang des Massenfilters bewegt werden. Wenigstens einige der Ionen können zu einem Ausgang des Massenfilters bewegt werden, indem: (i) ein axialer Gleichspannungsgradient verringert oder erhöht wird, (ii) die Spitzenamplitude von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird, (iii) die Geschwindigkeit von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder einer oder mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen verringert oder erhöht wird oder (iv) der Druck innerhalb des Massenfilters verringert oder erhöht wird.As soon as Ions along the mass filter essentially static axial Assumed positions or axial equilibrium positions, can at least some of the ions are moved to an output of the mass filter become. At least some of the ions may go to an output of the mass filter are moved by: (i) reducing an axial DC voltage gradient or increased (ii) the peak amplitude of one or more transients DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms reduced or increased (iii) the speed of one or more transient DC voltages or one or more transient DC voltage waveforms reduced or increased or (iv) reduces the pressure within the mass filter or increased becomes.

Vorteilhafterweise ist ein Massenspektrometer mit einem Massenfilter vorgesehen, wie vorstehend beschrieben wurde.advantageously, a mass spectrometer is provided with a mass filter, such as has been described above.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Masse-Ladungs-Verhältnis-Trennung vorgesehen, bei dem bewirkt wird, daß Ionen innerhalb eines Massenfilters getrennt werden und entlang dem Massenfilter verschiedene im wesentlichen statische axiale Positionen oder axiale Gleichgewichtspositionen annehmen.advantageously, is a method of mass-to-charge ratio separation provided that causes ions within a mass filter be separated and along the mass filter different essentially static axial positions or axial equilibrium positions accept.

Vorteilhafterweise ist ein Verfahren zur Massenspektrometrie vorgesehen, welches beliebige der vorstehend beschriebenen Verfahren zur Masse-Ladungs-Verhältnis-Trennung aufweist.Advantageously, a method for mass spectrometry is provided which any of Having described method for mass-charge ratio separation.

Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, wobei:Various embodiments The present invention will now be described by way of example only with reference to FIG the attached drawing, wherein:

1 die r- und z-Koordinaten eines bevorzugten rotationssymmetrischen Ringführungs- oder Ionentunnel-Massenfilters zeigt, 1 shows the r and z coordinates of a preferred rotationally symmetric ring guide or ion tunnel mass filter,

2 Ionen mit verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnissen in einem Gleichgewichtszustand innerhalb eines bevorzugten Ionentunnel-Massenfilters zeigt, 2 Shows ions with different mass-to-charge ratios in an equilibrium state within a preferred ion tunnel mass filter,

3 ein Gleichspannungspotential zeigt, das an einem Ende des bevorzugten Massenfilters an eine Elektrode angelegt ist, 3 shows a DC potential applied to an electrode at one end of the preferred mass filter,

4 das Gleichspannungspotential zeigt, das fortschreitend an Elektroden weiter entlang dem Massenfilter angelegt wird und die Wirkung hat, Ionen mit vergleichsweise niedrigen Masse-Ladungs-Verhältnissen mitzunehmen oder bevorzugt zu beschleunigen, während Ionen mit höheren Masse-Ladungs-Verhältnissen zurückgelassen werden oder im wesentlichen vergleichsweise unbeeinflußt bleiben, 4 shows the DC potential progressively being applied to electrodes further along the mass filter and having the effect of taking along or preferentially accelerating ions of comparatively low mass-to-charge ratios, while leaving ions of higher mass-to-charge ratios or substantially comparatively unaffected stay,

5 Ionen mit vergleichsweise niedrigen Masse-Ladungs-Verhältnissen an dem Punkt zeigt, an dem sie aus einem Massenfilter gemäß der bevorzugten Ausführungsform ausgestoßen werden, während andere Ionen mit höheren Masse-Ladungs-Verhältnissen innerhalb des Massenfilters eingefangen bleiben, 5 Showing ions with comparatively low mass-to-charge ratios at the point where they are expelled from a mass filter according to the preferred embodiment while other ions with higher mass-to-charge ratios remain trapped within the mass filter,

6 Ionen in einem bevorzugten Massenfilter, das in einem Bandpaß-Betriebsmodus betrieben wird, im Gleichgewicht zeigt, wobei zwei oder mehr axiale Einfangbereiche entlang dem Massenfilter ausgebildet sind, 6 Ion in a preferred mass filter operating in a bandpass mode of operation is shown in equilibrium with two or more axial capture regions formed along the mass filter;

7 eine nachfolgende Stufe in einem Bandpass-Betriebsmodus zeigt, wobei Ionen mit einem verhältnismäßig niedrigen Masse-Ladungs-Verhältnis, die in eine zweite Stufe des Massenfilters mitgenommen worden sind, gerade ein an Elektroden angelegtes Gleichspannungspotential spüren und sich in entgegengesetzte Richtung bewegen, und 7 show a subsequent stage in a bandpass mode of operation, wherein ions of relatively low mass to charge ratio taken into a second stage of the mass filter are just sensing a DC potential applied to electrodes and moving in opposite directions, and

8 eine weitere Stufe in einem Bandpass-Betriebsmodus zeigt, wobei Ionen mit einem mittleren Masse-Ladungs-Verhältnis von Ionen getrennt worden sind, die höhere und niedrigere Masse-Ladungs-Verhältnisse aufweisen. 8th shows another stage in a bandpass mode of operation wherein ions having an average mass to charge ratio of ions have been separated having higher and lower mass to charge ratios.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist ein Massenfilter mit einer Ionentunnel-Ionenführung oder weniger bevorzugt einer Ionentrichter-Ionenführung vorgesehen. Ionentunnel- und Ionentrichter-Ionenführungen weisen mehrere Elektroden mit Löchern auf, von denen Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden. Bei Ionentunnel-Ionenführungen sind die Größen der Öffnungen vorzugsweise im wesentlichen alle gleich, während bei Ionentrichter-Ionenführungen die Größen der Öffnungen vorzugsweise zunehmend kleiner werden.According to the preferred embodiment is a mass filter with an ion tunnel ion guide or less preferably an ion funnel ion guide is provided. Ion tunnel and ion funnel ion guides have several electrodes with holes on which ions are allowed to pass during use. at Ion tunnel ion guides are the sizes of the openings preferably substantially all the same, while in ion guide ion guides the sizes of the openings preferably become increasingly smaller.

Durch das Anlegen eines elektrischen Wechsel- oder HF-Felds an die Elektroden einer Ionentunnel-Ionenführung wird ein effektives Potential erzeugt, das sich auf die Frequenz der radial einschließenden Wechsel- oder HF-Spannung und die Ionenführungsgeometrie selbst bezieht und durch

Figure 00380001
r ^ = r/z0 r ^0 = r0/z0 z ^0 = z/z0 gegeben ist, wobei V0 die Amplitude der angelegten Wechsel- oder HF-Spannung ist, Ω die Winkelfrequenz der angelegten Wechsel- oder HF-Spannung ist, m die Ionenmasse ist, q die Ionenladung ist und I1 und I0 modifizierte Bessel-Funktionen sind. Die Parameter r0 und z0 sind in 1 in näheren Einzelheiten dargestellt.By applying an alternating electrical or RF field to the electrodes of an ion tunneling ion guide, an effective potential is generated which relates to the frequency of the radially confining AC or RF voltage and the ion guide geometry itself
Figure 00380001
r ^ = r / z 0 r ^ 0 = r 0 / z 0 z ^ 0 = z / z 0 where V 0 is the amplitude of the applied AC or RF voltage, Ω is the angular frequency of the applied AC or RF voltage, m is the ion mass, q is the ionic charge, and I 1 and I 0 are modified Bessel functions are. The parameters r 0 and z 0 are in 1 shown in more detail.

Die Wechsel- oder HF-Spannung wird so an die Elektroden des Massenfilters angelegt, daß benachbarte Elektroden vorzugsweise in entgegengesetzter Phase gehalten werden. Dies führt zum radialen Einschließen der Elektroden um die zentrale Längsachse.The Alternating or HF voltage is applied to the electrodes of the mass filter created that adjacent Electrodes are preferably kept in opposite phase. this leads to for radial containment the electrodes around the central longitudinal axis.

Gemäß weniger bevorzugten Ausführungsformen kann das Massenfilter beispielsweise einen segmentierten Quadrupol-Stabsatz (oder einen anderen Multipol-Stabsatz) aufweisen, wobei jedes Segment des Stabsatzes auf einem eigenen Gleichspannungspotential gehalten werden kann.According to less preferred embodiments For example, the mass filter may include a segmented quadrupole rod set (or a another multipole rod set), each segment of the rod set can be kept at its own DC potential.

Das Massenfilter wird vorzugsweise auf einem solchen Druck gehalten, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Ion eine Kollision mit einem Gasmolekül durchmacht, während es durch das Massenfilter läuft, im wesentlichen vernachlässigbar ist. Das Massenfilter wird daher vorzugsweise während eines Massenfilterungs-Betriebsmodus auf einem Druck von < 10–4 mbar gehalten. Die mittlere freie Weglänge der durch das Massenfilter laufenden Ionen, wenn dieses in einem Massenfilterungs-Betriebsmodus betrieben wird, ist vorzugsweise größer oder erheblich größer als die Länge des Massenfilters. Es ist jedoch möglich, daß Gas zuvor eine ausreichende Zeit bei Drücken von > 10–4 mbar im Massenfilter vorhanden war, um die Ionenbewegung in das Massenfilter eintretender Ionen durch Kollisionen zu dämpfen, so dass die Ionen thermalisiert und/oder durch Kollisionen fokussiert werden.The mass filter is preferably maintained at a pressure such that the likelihood of an ion colliding with a gas molecule as it passes through the mass filter is substantially negligible. The mass filter is therefore preferably maintained at a pressure of <10 -4 mbar during a mass filtration mode of operation. The mean free path of ions passing through the mass filter, when operated in a mass filtering mode of operation, is preferably greater or substantially greater than the length of the mass filter. However, it is possible that gas was previously present in the mass filter for a time sufficient at pressures> 10 -4 mbar to mitigate ion movement into the mass filter of incoming ions by collisions so that the ions are thermalized and / or focused by collisions.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform treten Ionen von einer Ionenquelle, beispielsweise einer Elektrospray- oder MALDI-Ionenquelle, in das Massenfilter ein und werden darin radial eingeschlossen. Eine oder mehrere der in 2 dargestellten Endelektroden 2a, 2b des Massenfilters 1 werden vorzugsweise auf einer leicht positiven Spannung in bezug auf die anderen Elektroden 3 gehalten, so daß negativ geladene Elektroden effektiv axial in dem Massenfilter 1 eingefangen werden, weil sie nicht in der Lage sind, den Potentialwall an den Enden des Massenfilters 1 zu überwinden.In the preferred embodiment, ions from an ion source, such as an electrospray or MALDI ion source, enter the mass filter and become trapped radially therein. One or more of the 2 illustrated end electrodes 2a . 2 B of the mass filter 1 are preferably at a slightly positive voltage with respect to the other electrodes 3 held so that negatively charged electrodes effectively axially in the mass filter 1 because they are unable to reach the potential barrier at the ends of the mass filter 1 to overcome.

Nach einem bestimmten Zeitraum wird ein Gleichgewicht erreicht, bei dem Ionen mit unterschiedlichen Masse-Ladungs-Verhältnissen über das Massenfilter 1 im wesentlichen gleich verteilt sind, wie in 2 dargestellt ist. Das bevorzugte Ionentunnel-Massenfilter 1 weist mehrere Elektroden 3 auf, die jeweils eine Öffnung aufweisen, von denen Ionen bei der Verwendung durchgelassen werden können. Benachbarte Elektroden 3 sind vorzugsweise mit entgegengesetzten Phasen einer Wechsel- oder HF-Spannungsversorgung verbunden, so dass Ionen innerhalb des Massenfilters 1 durch die von der an die Elektroden 3 angelegten Wechsel- oder HF-Spannung erzeugte sich ergebende Pseudopotentialmulde radial innerhalb des Massenfilters 1 eingeschlossen werden. Das Massenfilter 1 wird vorzugsweise auf einem geeignet niedrigen Druck gehalten, so daß Ionen, die das Massenfilter 1 in Längsrichtung durchqueren, effektiv innerhalb des Massenfilters 1 keine Kollisionen mit Gasmolekülen durchmachen. Eine oder mehrere Endelektroden 2a, 2b des Massenfilters 1 werden vorzugsweise auf einer leicht positiven Spannung in bezug auf die anderen Elektroden 3 gehalten, so dass Ionen, die einmal in das Massenfilter 1 eingetreten sind, innerhalb des Massenfilters 1 effektiv eingefangen werden und nicht in der Lage sind, die Potentialwälle an einem oder beiden Enden zu überwinden. Nach einem bestimmten Zeitraum kann innerhalb des Massenfilters 1 ein Gleichgewicht erreicht werden, so daß Ionen aller Massen und Masse-Ladungs-Verhältnisse entlang dem Massenfilter 1 im wesentlichen gleich verteilt sind.After a certain period of time, an equilibrium is reached in which ions with different mass-to-charge ratios pass through the mass filter 1 are distributed substantially the same, as in 2 is shown. The preferred ion tunnel mass filter 1 has several electrodes 3 each having an opening from which ions can be transmitted in use. Adjacent electrodes 3 are preferably connected to opposite phases of an AC or RF power supply so that ions within the mass filter 1 through the to the electrodes 3 applied AC or RF voltage generated resulting pseudo potential well radially inside the mass filter 1 be included. The mass filter 1 is preferably maintained at a suitably low pressure so that ions forming the mass filter 1 traverse longitudinally, effectively within the mass filter 1 do not collide with gas molecules. One or more end electrodes 2a . 2 B of the mass filter 1 are preferably at a slightly positive voltage with respect to the other electrodes 3 held, leaving ions once in the mass filter 1 occurred within the mass filter 1 are effectively trapped and are unable to overcome the potential ramps at either or both ends. After a certain period of time can be within the mass filter 1 a balance can be achieved so that ions of all masses and mass-to-charge ratios along the mass filter 1 are distributed substantially equally.

Wie in 3 dargestellt ist, kann gemäß einer Ausführungsform ein Gleichspannungsimpuls Vg mit einer Amplitude Φ an die erste Elektrode der Ionenführung neben einer der Endelektroden 2a angelegt werden, so dass einige Ionen durch den angelegten Spannungsimpuls Vg entlang dem Massenfilter 1 zum entgegengesetzten Ende beschleunigt werden. Das durch die angelegte Spannung hervorgerufene elektrische Feld nimmt innerhalb weniger Elektrodenabstände schnell auf einen vernachlässigbaren Wert ab.As in 3 1, according to one embodiment, a DC voltage pulse V g having an amplitude Φ may be applied to the first electrode of the ion guide next to one of the end electrodes 2a be applied so that some ions through the applied voltage pulse V g along the mass filter 1 be accelerated to the opposite end. The electric field caused by the applied voltage quickly decreases to a negligible value within a few electrode spacings.

Der Spannungsimpuls Vg wird dann vorzugsweise schnell auf die nächste benachbarte Elektrode umgeschaltet. Ein Ion, das ausreichend Zeit hatte, um wenigstens einen Elektroden abstand zu driften, ist entweder so beschleunigt worden, dass es entlang dem Massenfilter 1 bereits erheblich fortgeschritten ist, oder es hat sich zumindest weit genug bewegt, um dieselbe Kraft wieder zu spüren, und es bewegt sich daher weiter in die Richtung entlang dem Massenfilter 1, in die sich der an die Elektroden 3 angelegte Gleichspannungsimpuls Vg bewegt. Ionen mit einem verhältnismäßig hohen Masse-Ladungs-Verhältnis können jedoch durch das elektrische Feld entweder im wesentlichen unbeeinflusst bleiben, oder ihnen bleibt zumindest nicht genug Zeit, um weit genug entlang dem Massenfilter 1 zu driften, um den Einfluß des Spannungsimpulses Vg zu spüren, wenn er auf die nächste benachbarte Elektrode geschaltet wird. Demgemäß werden diese Ionen mit höheren Masse-Ladungs-Verhältnissen effektiv zurückgelassen oder bleiben auf andere Weise im wesentlichen unbeeinflußt (oder sie werden zumindest in geringerem Maße beeinflußt), wenn der laufende Gleichspannungsimpuls Vg oder die Spannungswellenform entlang dem Massenfilter 1 läuft.The voltage pulse V g is then preferably switched quickly to the next adjacent electrode. An ion that had sufficient time to drift at least one electrode gap has either been accelerated to travel along the mass filter 1 has already advanced considerably, or at least moved enough to feel the same force again, and thus it continues to move in the direction along the mass filter 1 , which is in contact with the electrodes 3 applied DC voltage V g moves. However, relatively high mass-to-charge ions may either be substantially unaffected by the electric field, or at least not enough time to travel far enough along the mass filter 1 to drift to feel the influence of the voltage pulse V g when it is switched to the next adjacent electrode. Accordingly, these ions with higher mass-to-charge ratios are effectively left behind or otherwise substantially unaffected (or at least less affected) by the current DC pulse V g or the voltage waveform along the mass filter 1 running.

Der Gleichspannungsimpuls Vg wird vorzugsweise entlang dem Massenfilter 1 von Elektrode zu Elektrode zunehmend auf die Elektroden geschaltet, wodurch diese Ionen mit einem ausreichend niedrigen Masse-Ladungs-Verhältnis mitgenommen werden oder diese Ionen vor ihm beschleunigt werden. Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, wirkt das Massenfilter 1 in diesem Betriebsmodus als ein Tiefpaß-Masse-Ladungs-Verhältnis-Filter, so dass Ionen, deren Masse-Ladungs-Verhältnisse unterhalb eines bestimmten Werts liegen, vorzugsweise aus dem Massenfilter 1 ausgestoßen werden können, während Ionen, die erheblich höhere Masse-Ladungs-Verhältnisse aufweisen, durch die Kombination aus der radialen Einschließung infolge der an die Elektroden 3 angelegten Wechsel- oder HF-Spannungen und der axialen Einschließung infolge von einem oder mehreren Gleichspannungs-Wallpotentialen, die an eine oder beide Endelektroden 2a, 2b angelegt sind, vorzugsweise im wesentlichen innerhalb des Massenfilters 1 eingesperrt bleiben.The DC voltage pulse V g is preferably along the mass filter 1 From electrode to electrode increasingly switched to the electrodes, whereby these ions are taken with a sufficiently low mass-charge ratio or these ions are accelerated in front of him. As in the 4 and 5 is shown, the mass filter acts 1 in this mode of operation as a low-pass to mass-to-charge ratio filter, so that ions whose mass-to-charge ratios are below a certain value are preferably from the mass filter 1 can be ejected while ions having significantly higher mass-to-charge ratios due to the combination of the radial confinement due to the to the electrodes 3 applied alternating or RF voltages and the axial enclosure due to one or more DC wall potentials connected to one or both end electrodes 2a . 2 B are applied, preferably substantially within the mass filter 1 stay locked up.

Sobald ein erstes Ionenbündel oder eine erste Ionengruppe mit einem verhältnismäßig niedrigen Masse-Ladungs-Verhältnis aus dem Massenfilter 1 ausgestoßen worden ist, wie in 5 dargestellt ist, kann die Wobbelzeit Tsweep des an die Elektroden 3 angelegten Gleichspannungsimpulses Vg vorzugsweise verringert werden, so dass Ionen mit einem etwas höheren (also mittleren) Masse-Ladungs-Verhältnis dann bevorzugt beschleunigt werden. Dementsprechend können Ionen mit einem mittleren Masse-Ladungs-Verhältnis bevorzugt nacheinander aus dem Massenfilter 1 ausgestoßen werden. Durch allmähliches Weiterverringern der Wobbelzeit Tsweep kann ein vollständiger Masse-Ladungs-Verhältnis-Scann eingerichtet werden, bis das Massenfilter 1 von Ionen im wesentlichen entleert ist.Once a first ion beam or a first ion group with a relatively low mass-to-charge ratio from the mass filter 1 has been ejected, as in 5 is shown, the sweep time T sweep of the electrodes 3 applied DC voltage V g are preferably reduced, so that ions with a slightly higher (ie average) mass-charge ratio then preferably accelerated. Accordingly, ions having an average mass-to-charge ratio may preferably be successively removed from the mass filter 1 be ejected. By progressively decreasing the sweep time T sweep , a full mass-to-charge ratio scan can be established until the mass filter 1 is essentially emptied of ions.

Gemäß einer alternativen und/oder zusätzlichen Ausführungsform kann die Amplitude des an die Elektroden 3 angelegten Gleichspannungsimpulses Vg oder der daran angelegten Spannungswellenform bei jedem Sweep zunehmend vergrößert werden, um dadurch Ionen mit zunehmend höheren Masse-Ladungs-Verhältnissen im wesentlichen in der gleichen Weise, als ob die Wobbelzeit vergrößert werden würde, zu sammeln oder vorzugsweise vorauszubeschleunigen.According to an alternative and / or additional embodiment, the amplitude of the to the electrodes 3 applied DC voltage V g or the voltage waveform applied thereto are increasingly increased at each sweep to thereby collect or preferably pre-accelerate ions having increasingly higher mass-to-charge ratios in substantially the same way as if the sweep time were increased.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein Bandpass- Betriebsmodus ausgeführt werden, wobei Ionen mit Masse-Ladungs-Verhältnissen, die innerhalb eines bestimmten Bereichs von Masse-Ladungs-Verhältnissen liegen, innerhalb des Massenfilters 1 isoliert werden können und dann nachfolgend aus dem Massenfilter 1 ausgestoßen werden, während Ionen mit höheren und niedrigeren Masse-Ladungs-Verhältnissen im wesentlichen innerhalb des Massenfilters 1 eingefangen bleiben können. Der Bandpaß-Betriebsmodus wird vorzugsweise erreicht, indem zwei oder mehr axiale Einfangbereiche 5, 6 entlang dem Massenfilter 1, wie in 6 dargestellt ist, dadurch erzeugt werden, dass eine verhältnismäßig niedrige Gleichspannung an eine Elektrode 4 an einer mittleren Position entlang dem Massenfilter 1 angelegt wird. Ionen werden dann vorzugsweise durch Anlegen eines Gleichspannungsimpulses Vg oder einer Spannungswellenform, die fortschreitend an die Elektroden in einem ersten axialen Einfangbereich 5 angelegt wird, zur mittleren Elektrode 4 hin mitgeführt. Wie in 7 dargestellt ist, führt dies dazu, dass Ionen, deren Masse-Ladungs-Verhältnisse kleiner als ein bestimmter Wert sind, durch den ersten axialen Einfangbereich 5, durch die mittlere Elektrode 4 oder an dieser vorbei und in einen zweiten vorzugsweise leeren axialen Einfangbereich 6 mitgeführt werden. Eine zweite laufende Gleichspannung V'g oder Spannungswellenform wird dann vorzugsweise in dem zweiten axialen Einfangbereich 6 in Gegenrichtung an die Elektroden angelegt, so dass Ionen mit einem verhältnismäßig niedrigen Masse-Ladungs-Verhältnis zur mittleren Elektrode 4 zurück beschleunigt oder mitgenommen werden. Diese Ionen mit niedrigen Masse-Ladungs-Verhältnissen laufen dann vorzugsweise in den ersten axialen Einfangbereich 5 zurück, während Ionen mit einem verhältnismäßig hohen Masse- Ladungs-Verhältnis innerhalb des zweiten axialen Einfangbereichs 6 eingefangen bleiben. Dementsprechend bleiben Ionen mit einem mittleren Gesamt-Masse-Ladungs-Verhältnis im zweiten axialen Einfangbereich, wie in 8 dargestellt ist, und können dann aus dem Massenfilter 1 ausgestoßen werden.In another embodiment, a bandpass mode of operation may be performed wherein ions having mass-to-charge ratios that are within a certain range of mass-to-charge ratios are within the mass filter 1 can be isolated and then subsequently from the mass filter 1 are ejected while ions with higher and lower mass-to-charge ratios substantially within the mass filter 1 can remain trapped. The bandpass mode of operation is preferably achieved by having two or more axial capture regions 5 . 6 along the mass filter 1 , as in 6 is produced by a relatively low DC voltage to an electrode 4 at a middle position along the mass filter 1 is created. Ions are then preferably applied by applying a DC pulse V g or a voltage waveform progressing to the electrodes in a first axial trapping region 5 is applied, to the middle electrode 4 carried along. As in 7 As a result, ions whose mass-to-charge ratios are smaller than a certain value result in the first axial trapping region 5 , through the middle electrode 4 or past it and into a second, preferably empty, axial trapping region 6 be carried along. A second running DC voltage V ' g or voltage waveform is then preferably in the second axial trapping region 6 applied in the opposite direction to the electrodes, so that ions with a relatively low mass-to-charge ratio to the central electrode 4 accelerated or taken back. These ions with low mass-to-charge ratios then preferably run in the first axial trapping region 5 back, while ions having a relatively high mass-to-charge ratio within the second axial trapping region 6 stay trapped. Accordingly, ions having a mean total mass-to-charge ratio remain in the second axial trapping region, as in FIG 8th is shown, and then from the mass filter 1 be ejected.

Die Amplitude der in Gegenrichtung mitnehmenden laufenden Gleichspannung V'g oder Spannungswellenform ist vorzugsweise höher als die Amplitude der Gleichspannung Vg oder der an die Elektroden 3 angelegten Spannungswellenform, wenn Ionen aus dem ersten axialen Einfangbereich 5 in den zweiten axialen Einfangbereich 6 mitgenommen werden. Vorzugsweise wird die Amplitude der Gleichspannung V'g oder der Spannungswellenform, die an die Elektroden 3 für das Mitnehmen in Gegenrichtung angelegt wird, um einen Faktor von etwa Neun erhöht, weil die Relativgeschwindigkeit zwischen der Gleichspannung Vg oder der Spannungswellenform, die an die Elektroden 3 angelegt ist, und den Ionen von v0 (der Geschwindigkeit des an die Elektroden zunächst angelegten Gleichspannungspotentials) auf 3v0 zugenommen hat, während die Ionen während des ersten Durchlaufs auf 2v0 beschleunigt wurden und dann durch ein zweites Gleichspannungspotential, wieder auf eine Geschwindigkeit von v0 angenähert wurden. Das Potential, das erforderlich ist, um gerade zu verhindern, daß ein Ion durch es hindurchtritt, ist proportional zum Quadrat der Relativgeschwindigkeit, woraus sich der Faktor Neun ergibt.The amplitude of the current DC voltage V ' g or voltage waveform taking in the opposite direction is preferably higher than the amplitude of the DC voltage V g or that of the electrodes 3 applied voltage waveform when ions from the first axial trapping region 5 in the second axial capture region 6 get picked up. Preferably, the amplitude of the DC voltage V ' g or the voltage waveform applied to the electrodes 3 for take-away in the opposite direction is increased by a factor of about nine, because the relative velocity between the DC voltage V g or the voltage waveform applied to the electrodes 3 is applied, and the ions of v 0 (the speed of the DC voltage potential applied to the electrodes) has increased to 3v 0 while the ions were accelerated to 2v 0 during the first pass and then back to a velocity of v 0 were approximated. The potential required to just prevent an ion from passing through it is proportional to the square of the relative velocity, yielding the factor nine.

Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne von dem in den anliegenden Ansprüchen dargelegten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.Although the present invention with reference to preferred embodiments have been described, professionals will understand that various changes can be made on the form and the details, without from that in the appended claims to depart from the scope of the invention.

Claims (15)

Verfahren zur Trennung von Ionen aufgrund ihres Masse-Ladungs-Verhältnisses, das folgende Schritte aufweist: – Empfangen von Ionen in einem Massenfilter (1), das mehrere Elektroden (3) aufweist, wobei eine Wechsel- oder HF-Spannung an die Elektroden (3) angelegt wird, um die Ionen radial innerhalb des Massenfilters (1) einzuschließen, – Anlegen einer oder mehrerer transienter Gleichspannungen oder Gleichspannungswellenformen, die in eine erste Richtung entlang des Massenfilters (1) laufen, an die Elektroden (3), so dass Ionen mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis, das unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, entlang eines ersten Bereiches (5) des Massenfilters (1) zu mindestens einer Elektrode bewegt werden, die ein erstes Potential aufweist, welches derart gewählt ist, dass wenigstens einige Ionen mit einem ersten und einem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis, die voneinander verschieden sind, durch das erste Potential in einen zweiten Bereich (6) des Massenfilters (1) hindurchlaufen, während andere Ionen, die ein drittes, verschiedenes Masse-Ladungs-Verhältnis aufweisen, nicht durch das erste Potential hindurchlaufen, und dann – Anlegen von einer oder mehreren transienten Gleichspannungen oder Gleichspannungswellenformen, die in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung entlang des Massenfilters (1) laufen, an die Elektroden (3), so dass Ionen mit dem ersten und dem zweiten Masse- Ladungs-Verhältnis zu mindestens einer Elektrode bewegt werden, die ein zweites Potential aufweist, welches derart gewählt ist, dass wenigstens einige Ionen mit dem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis durch das zweite Potential hindurchlaufen, während die Ionen mit dem zweiten Masse-Ladungs-Verhältnis nicht durch das zweite Potential hindurchlaufen, – wobei das Massenfilter auf einem Druck gehalten wird, der kleiner oder gleich 5 × 10–5 mbar ist, und derart gewählt ist, dass die mittlere freie Weglänge der durch das Massenfilter (1) laufenden Ionen größer ist als die Länge des Massenfilters.A method of separating ions by their mass-to-charge ratio, comprising the steps of: - receiving ions in a mass filter ( 1 ), which has several electrodes ( 3 ), wherein an alternating or RF voltage to the electrodes ( 3 ) is applied to the ions radially inside the mass filter ( 1 ), applying one or more transient DC voltages or DC voltage waveforms in a first direction along the mass filter ( 1 ), to the electrodes ( 3 ), so that ions with a mass-to-charge ratio that is below a certain value, along a first range ( 5 ) of the mass filter ( 1 ) are moved to at least one electrode having a first potential which is selected such that at least some ions having a first and a second mass-to-charge ratio, which are different from one another, are moved through the first potential into a second region ( 6 ) of the mass filter ( 1 ), while other ions having a third different mass-to-charge ratio do not pass through the first potential and then applying one or more transient DC voltages or DC voltage waveforms in a second direction opposite to the first direction of the mass filter ( 1 ), to the electrodes ( 3 ) so that ions having the first and second mass-to-charge ratios are moved to at least one electrode having a second potential selected such that at least some ions having the first mass-to-charge ratio pass through the second potential while the ions of the second mass-to-charge ratio do not pass through the second potential, the mass filter being maintained at a pressure less than or equal to 5 × 10 -5 mbar, and chosen such that the center free path of the through the mass filter ( 1 ) running ions is greater than the length of the mass filter. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der in Gegenrichtung laufenden Gleichspannung oder Gleichspannungswellenform Vg höher als die Amplitude der in die erste Richtung verlaufenden Gleichspannung oder Gleichspannungswellenform V'g ist.A method according to claim 1, characterized in that the amplitude of the running in the opposite direction DC or DC voltage waveform V g is higher than the amplitude of the extending in the first direction DC or DC voltage waveform V ' g . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen erzeugen: (i) einen Potentialhügel oder Potentialwall, (ii) eine Potentialmulde, (iii) eine Kombination aus einem Potentialhügel oder einem Potentialwall und einer Potentialmulde, (iv) mehrere Potentialhügel oder Potentialwälle, (v) mehrere Potentialmulden, (vi) eine Kombination aus mehreren Potentialhügeln oder Potentialwällen und mehreren Potentialmulden.Method according to one of the preceding claims, wherein generate one or more transient DC voltages: (i) a potential hill or Potentialwall, (ii) a potential well, (iii) a combination from a potential hill or a potential wall and a potential well, (iv) several potential hill or potential ramparts, (v) several potential wells, (vi) a combination of several potential hills or potential walls and several potential wells. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen eine sich wiederholende Wellenform einschließen.Method according to one of the preceding claims, wherein the one or more transient DC voltage waveforms include repetitive waveform. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen eine Rechteckwelle einschließen.The method of claim 4, wherein the one or the several transient DC voltage waveforms a square wave lock in. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein axialer Gleichspannungsgradient entlang wenigstens einem Abschnitt der Länge des Massenfilters aufrechterhalten wird und wobei sich der axiale Spannungsgradient zeitlich ändert.Method according to one of the preceding claims, wherein an axial DC voltage gradient along at least one section the length of the mass filter is maintained and wherein the axial voltage gradient changes over time. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zeitlich konstant bleibt.Method according to one of the preceding claims, wherein the amplitude of the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms in time remains constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen zeitlich ändert.Method according to one of claims 1 to 6, wherein the Amplitude of the one or more transient DC voltages or temporally changing one or more transient DC voltage waveforms. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Amplitude der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen entweder: (i) zeitlich zunimmt, (ii) zeitlich zunimmt und dann abnimmt, (iii) zeitlich abnimmt oder (iv) zeitlich abnimmt und dann zunimmt.The method of claim 8, wherein the amplitude of the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms is either: (i) time increases, (ii) increases in time and then decreases, (iii) decreases in time, or (iv) decreases in time and then increases. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungen oder die eine oder die mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen wiederholt erzeugt werden und bei der Verwendung entlang dem Massenfilter geführt werden, wobei die Frequenz des Erzeugens der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungen oder der einen oder der mehreren transienten Gleichspannungs-Wellenformen (i) konstant bleibt, (ii) sich ändert, (iii) zunimmt, (iv) zunimmt und dann abnimmt, (v) abnimmt oder (vi) abnimmt und dann zunimmt.Method according to one of the preceding claims, wherein the one or more transient DC voltages or the one or more transient DC voltage waveforms are generated repeatedly and when used along the mass filter guided with the frequency of generating the one or more transient DC voltages or the one or more transients DC waveforms (i) remains constant, (ii) changes, (iii) increases, (iv) increases and then decreases, (v) decreases or (vi) decreases and then it increases. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung ein kontinuierlicher Ionenstrahl an einem Eingang in das Massenfilter empfangen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein when using a continuous ion beam at an input is received in the mass filter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei bei der Verwendung Ionenpakete an einem Eingang in das Massenfilter empfangen werden.Method according to one of claims 1 to 10, wherein in the Use ion packets received at an input to the mass filter become. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei der Verwendung Ionenimpulse aus einem Ausgang des Massenfilters austreten.Method according to one of the preceding claims, wherein when using ion pulses from an output of the mass filter escape. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem ein Ionendetektor vorgesehen ist, der mit den aus dem Ausgang des Massenfilters austretenden Ionenimpulsen phasensynchronisiert ist.The method of claim 13, wherein an ion detector is provided, with the emerging from the output of the mass filter Ion pulses is phase locked. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, welches weiter einen Flugzeit-Massenanalysator aufweist, bei dem eine Elektrode zum Injizieren von Ionen in einen Driftbereich desselben vorgesehen ist, wobei die Elektrode mit den aus dem Ausgang des Massenfilters austretenden Ionenimpulsen synchronisiert mit Energie versorgt wird.The method of claim 13 or 14, which further a time-of-flight mass analyzer having one electrode for injecting ions into a drift region thereof is, taking the electrode with the out of the output of the mass filter exiting ion pulses synchronized with energy.
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